Frage zu EME, Dopplereffekt und Lichtgeschwindigkeit

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DocEmmettBrown
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Frage zu EME, Dopplereffekt und Lichtgeschwindigkeit

#1

Beitrag von DocEmmettBrown »

Ich habe da ein massives Verständnisproblem bzw. der Groschen klemmt und will nicht fallen. Das Problem ist die Lichtgeschwindigkeit, die ja die maximal mögliche Geschwindigkeit sein soll, so haben wir das ja alle schon in der Schule gelernt. Folgendes Szenario:

Man stelle sich die Erde als die mit Dübeln befestigte Mitte des Universums vor, also als Fixpunkt. Der Mond sei ebenfalls als Gedankenexperiment im All festgetackert. Wenn ich jetzt bei einer EME-Verbindung elektromagnetische Wellen mit der Frequenz f zum Mond sende, werden diese reflektiert und kommen mit der gleichen Frequenz f wieder zur Erde zurück. Alles klar. :tup:

Jetzt gibt es aber ein Problem, daß der Mond eben leider nicht festgeschraubt ist, sondern durch dessen Flugbahn seinen Abstand zur Erde verändert. Nehmen wir also einmal an, er flöge jetzt gerade von der Erde weg und, weil's ihm pressiert, etwas schneller als Schrittgeschwindigkeit. Wenn ich jetzt wieder ein Signal der Frequenz f zum Mond sende und jenes zur Erde reflektiert wird, dann ist das auf der Erde ankommende Signal aus Sicht der Erde natürlich langsamer oder anders: Ich kann es auf einer niedrigeren Frequenz als f empfangen. Würde der alte Christian Doppler noch leben, könnte er mir das bestätigen.

Wenn wir nun unseren Standpunkt auf den Mond wechseln (vielleicht dorthin, wo seit Buzz Aldrin die US-Fahne flattert), würden die einzelnen Photonen um genau den Betrag langsamer ankommen, um den sich der Mond von der Erde bzw. von der irdischen Sendestation entfernt, also mit verringerter Geschwindigkeit. Durch die Reflexion werden diese abermals verlangsamt. (Natürlich sausen die Photonen immer mit c durch das All, aber Geschwindigkeit kann ich nur mit einem Fixpunkt messen und von diesem aus gesehen ist es plötzlich keine Lichtgeschwindigkeit mehr.)

Noch blöder wird es, wenn der Mond sich auf die Erde zubewegt, weil die RX-Frequenz jetzt oberhalb von f liegt. Das hieße demnach, relativ zum Fixpunkt ist die Geschwindigkeit jetzt größer c, was eigentlich gar nicht sein kann.

Wo ist der Denkfehler?

73 de Zweistein
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Re: Frage zu EME, Dopplereffekt und Lichtgeschwindigkeit

#2

Beitrag von Newcomer »

Ui ui.

Die Denkfehler sind keine. Du nimmst ohne es zu merken sehr viele Dinge als gegeben hin.

Ein Beispiel in deinem Text.
"dann ist das auf der Erde ankommende Signal aus Sicht der Erde natürlich langsamer oder anders: Ich kann es auf einer niedrigeren Frequenz als f empfangen. Würde der alte Christian Doppler noch leben, könnte er mir das bestätigen."

Du denkst also das reflektierte Signal ist langsamer und das es eine Frequenz ändert,
Und Doppler könnte es bestätigen?

C ist nicht an die Frequenz gebunden und die Frequenz aber an der Energie.
Wohin geht also die Energie in deiner Vorstellung und warum sollte sich C des reflektierten Signals ändern?

Wenn du das so meinst bekommst du mit Sicherheit irgendwann immer mehr gedankliche Stolpersteine.

Aber, Gott Lob hat Mösbauer seine eigenen Gedanken dazu.
Sonst hätten wir hier auf der Erde nur so viele Farben wie es Elektronenorbitale gibt.
Das sind nicht so viele aber würden auch reichen.

Du findest das schon noch.
Grüsse Newcomer / Norbert
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Charly Whisky
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Re: Frage zu EME, Dopplereffekt und Lichtgeschwindigkeit

#3

Beitrag von Charly Whisky »

Das ist ja der Fehler im System:“Das in der Schule Gelernte“ wird als Basis alles Weiteren genommen, obwohl dieses „Wissen“ hunderte Jahre alt ist.

Jeder erinnert sich doch bestimmt an irgendeine Zwischenfrage des Klassenstrebers, worauf der Leerkörper antworten musste: Das muss ich nachlesen....

Das Verständnis für die Sache fehlt bei Leerkörper als auch beim Schüler....weil das Vorgetragene nicht schlüssig ist, weil „schwarze Wissenslücken“ zu Interpretationen führen, die dann irgendwann zu Verständnisfragen führen, wenn man sich posthum mit der Sache beschäftigt.
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Yeti705
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Re: Frage zu EME, Dopplereffekt und Lichtgeschwindigkeit

#4

Beitrag von Yeti705 »

DocEmmettBrown hat geschrieben: Sa 11. Jul 2020, 05:54Noch blöder wird es, wenn der Mond sich auf die Erde zubewegt, weil die RX-Frequenz jetzt oberhalb von f liegt. Das hieße demnach, relativ zum Fixpunkt ist die Geschwindigkeit jetzt größer c, was eigentlich gar nicht sein kann.

Wo ist der Denkfehler?
Frequenz und Geschwindigkeit des Signales haben nichts miteinander zu tun. Die Frequenz wird nur höher, weil das Signal gestaucht wird, sobald sich Sender und/oder Empfänger aufeinander zu bewegen. Umgekehrt wird es gedehnt, wenn sie sich voneinander entfernen. Die Frequenz sind sozusagen nur die messbaren Punkte auf dem virtuellen Gummiband, das Gummiband selbst ist immer gleich schnell.
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DocEmmettBrown
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Re: Frage zu EME, Dopplereffekt und Lichtgeschwindigkeit

#5

Beitrag von DocEmmettBrown »

Krampfader hat geschrieben: Sa 11. Jul 2020, 07:38Egal von welchem Beobachterstandpunkt aus Du die Lichtgeschwindigkeit misst wird sie immer konstant sein, sprich rund 300.000 km/s
Das kann definitiv nicht sein. Wir können uns allenfalls darauf einigen, daß c vom Sender aus immer die bekannten 300.000 km/s sind. Kleines Gedankenspielchen dazu:

Du bist im Winter ein Sender und kannst mit der Kraft Deiner Arme einen Schneeball um, sagen wir mal, 30 km/h werfen. Nehmen wir mal an, das geschähe im luftleeren Raum, dann träfen die Schneebälle mit 30 km/h ihr Ziel. Das Ziel mißt nun den Einschlag der Schneebälle und kommt zu dem Ergebnis 30 km/h. Nächster Versuch: Ein Auto, vielleicht ein Pickup mit Schnee und Dich auf der Ladefläche. Der Pickup fährt mit, sagen wir mal, 20 km/h und Du wirfst von der Ladefläche Deine Schneebälle. Dann addieren sich die beiden Geschwindigkeiten und das Ziel wird ein Auftreffen der Photonenschneebälle mit 20+30, also 50 km/h messen. Und das ist eben schneller als die im Universum maximal möglichen 30 km/h.
Newcomer hat geschrieben: Sa 11. Jul 2020, 06:20Du denkst also das reflektierte Signal ist langsamer und das es eine Frequenz ändert
Die Frequenz wird definitiv geändert und das wird Dir jeder, der EME macht, bestätigen können. Kommt noch besser: Wenn Du eine grüne LED hättest und diese würde sich (wirklich sehr, sehr schnell) von Dir fortbewegen, müßte sie irgendwann rot erscheinen und bei gegenteiliger Richtung blau.
Yeti705 hat geschrieben: Sa 11. Jul 2020, 08:55Die Frequenz wird nur höher, weil das Signal gestaucht wird, sobald sich Sender und/oder Empfänger aufeinander zu bewegen. Umgekehrt wird es gedehnt, wenn sie sich voneinander entfernen. Die Frequenz sind sozusagen nur die messbaren Punkte auf dem virtuellen Gummiband, das Gummiband selbst ist immer gleich schnell.
Das Gummiband ist immer nur von der Quelle aus gleich schnell. Aus der Sicht des Ziels aber kann das Gummiband (oder der Schneeball) eine höhere Geschwindigkeit haben.

Dann aber kann c irgendwie doch nicht die höchste Geschwindigkeit sein oder ich habe einen Knoten im Gehirn, was ich ja auch keineswegs ausschließen möchte.

73 de Daniel
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Re: Frage zu EME, Dopplereffekt und Lichtgeschwindigkeit

#6

Beitrag von DocEmmettBrown »

Krampfader hat geschrieben: Sa 11. Jul 2020, 18:43Nein Daniel. Das ist falsch. Die Rechnung lautet richtigerweise wie folgt: 20+30 ist in diesem Fall 30 (und eben nicht 50)
Und woher wissen die Schneebälle Photonen, daß sie jetzt mal um 20 km/h einen Gang kleiner fliegen müssen?

73 de Daniel
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Re: Frage zu EME, Dopplereffekt und Lichtgeschwindigkeit

#7

Beitrag von Newcomer »

Ich frage jetzt mal noch seltsamer.

Ist bei Flugfunk die Sendefrequenz und Empfangsfrequenz an deiner aktuellen Physik angepasst. :shock:

Ist der Mond auf seinem Weg um Vollmond zu werden nicht auch auf dem Weg, weg von der Sonne und damit rötlicher als auf seinem Weg zum Neumond. :shock:

Formel 1 Rennwagen beachten die das auch.


Ich versuche mal den Knoten aufzulösen.

Der Mond bewegt sich nicht sonderlich schnell auf dich zu oder weg.
Er macht das mit maximal 250 Km/h und das hat nichts mit seiner Umlaufgeschwindigkeit zu tun.
(Maximale Mondentfernung und Minimale Mondentfernung / die Zeit die er sich dafür gönnt ein halbes Monat halt) Das beste daran er hebt dich sogar einen halben Meter an jeden Tag.

Du bewegst dich mit ca. Schallgeschwindigkeit unter ihm weg und im ungünstigsten Fall wenn er untergeht dann wird diese Geschwindigkeit der Erdrotation und die der Umlaufgeschwindigkeit des Mondes wirksam Das ist die berühmte Ameise in der vorne rechts Reifenrille des Porsche bei 300 Km/h und dem Beobachter am Fahrbahnrand. :idea:

ABER
die Sendefrequenz deines reflektierten Signals darfst du auch nicht mit dem auf moduliertem NF Signal verwechseln. Dein 200KHz Pfeifer der mag durchaus höher oder tiefer gepfiffen wieder zurückkommen. :idea:

Das sich dabei aber die Geschwindigkeit der Trägerwellen ändert ist nicht der Fall. :!:
Da musst du mal nach Gruppengeschwindigkeit und Überlichtgeschwindigkeit googeln.

Du bewegst dich übrigens mit noch mehr Speed um die Sonne herum und mit noch noch mehr Speed um den Galaxienkern. Das ist ein sechsstelliger Km/h Wert. Und trotzdem bleiben die Blätter grün und werden dann im Herbst erst rot.

Anders herum.
Das Tatüü tata des Dopplereffekts beeinflusst in keinster Weise die Schallgeschwindigkeit in der Luft.
Nur die Schallwellen modulation die Dichteschwankungen in diesem Tatütata Fall werden komprimiert oder gedehnt.

Ich drücke Daumen 73 Newcomer
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Re: Frage zu EME, Dopplereffekt und Lichtgeschwindigkeit

#8

Beitrag von DocEmmettBrown »

Newcomer hat geschrieben: Sa 11. Jul 2020, 19:06Ich versuche mal den Knoten aufzulösen.
Also das ist Dir schon mal mißlungen. :mrgreen:
Newcomer hat geschrieben: Sa 11. Jul 2020, 19:06die Sendefrequenz deines reflektierten Signals darfst du auch nicht mit dem auf moduliertem NF Signal verwechseln.
Mache ich keineswegs. Es geht mir ausschließlich um die Hochfrequenz und nicht um irgendeine Modulation. Und es ist tatsächlich so, daß bei EME der RX eine leicht andere Frequenz einstellen muß als der TX.

Ich wollte jetzt eigentlich noch das Beispiel mit den zwei genau gleichen Uhren bringen, eine auf Meereshöhe und eine auf dem Gipfel des Mount Everest und daß die nach einem Jahr Laufzeit eben nicht mehr ganz genau gleich gehen, aber ich lasse das besser, weil das hier alles schon verwirrend genug ist.

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Re: Frage zu EME, Dopplereffekt und Lichtgeschwindigkeit

#9

Beitrag von Eger1 »

Vielleicht kann dir Harald helfen. 8)
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Re: Frage zu EME, Dopplereffekt und Lichtgeschwindigkeit

#10

Beitrag von Newcomer »

Ja den Rest musst du machen mit deinem Knoten.

Ich finde es aber erstaunlich das du da einen Knoten hast der sich nicht auflöst.

Immer gute Welle 73 Newcomer
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Re: Frage zu EME, Dopplereffekt und Lichtgeschwindigkeit

#11

Beitrag von DocEmmettBrown »

Newcomer hat geschrieben: Sa 11. Jul 2020, 20:17Ich finde es aber erstaunlich das du da einen Knoten hast der sich nicht auflöst.
Och, das hat nichts zu sagen. Das mit der Lichtgeschwindigkeit hatte ich mir als Jugendlicher schon so überlegt: Du hast eine Straße, kerzengeradeaus und sehr, sehr lang. An je einem Ende ist je ein Auto und jedes der beiden schafft mit Ach und Krach 0,55 c. Beide fahren im Vakuum und ohne Luft- und Rollwiderstand aufeinander zu. Vom Mittelpunkt der Straße aus hat jedes 0,55 c aber wenn sich beide Autos gegenseitig vergleichen (also rein theoretisch), würde sich das jeweils andere mit 1,1 c auf einen zubewegen. Mathematisch korrekt, physikalisch falsch. Allerdings haben die Karren auch Masse.

Aber hier ging es mir eigentlich um EME, also nur um elektromagnetische Wellen. Und auch wenn der Mond sich nur mit 250 km/h auf die Erde zubewegt, so würden die Photonen (also das reflektierte Signal des Mondes) dann ja... Und genau hier habe ich den Knoten im Gehirn und das liegt daran, daß alle Bezugspunkte ja nur relativ sind.

73 de Daniel
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Re: Frage zu EME, Dopplereffekt und Lichtgeschwindigkeit

#12

Beitrag von Newcomer »

Nun

1,1 c du weist das die Armbanduhr des Fahrers des Autos mit 0.55 c etwas anders geht als die Uhr des Beobachters in der Mitte. Deine Strasse ist schon so oft durchdacht worden.

Lass mal einen neuen Knoten machen über Dinge die ich so überlege und Lösungen finde.

Zwei Masseobjekte erscheinen instantan einfach im Raum zwischen den Galaxien.
Beides sind Neutronensterne und laufen mit jeweils 0.5C aufeinander zu.

Jetzt wird es spannend.
Die Gravitation breitet sich auch mit c aus und erst nach einer Weile beschleunigen sich die Masseobjekte gegenseitig. Die Frage ist wie sich das Gravitationsfeld zeigt. Hat es eine Bugwelle weil es ja in Beschleunigungsrichtung gestaucht wird. Übersteigt also die Anziehung der beiden Massen die übliche Formel
m1 m2 r quadrat oder anders Gravikonstante bla bla.

Das ist einmal durchdacht sehr interessant denn Gravitation hat keine Frequenz oder Einteilung von Gitterparametern die es erlauben einen Teil der Energie irgendwo hin zu schieben. Evtl. dann doch in die Zeit. Wenn beide Massen dann sich treffen sollten also unüblich frontal.

Was passiert in der Zeit. und gibt es dann einen Zeitblob.
Treffen sie sich jemals für einen außenstehenden Beobachter?

Auf welcher Frequenz melden sie sich beide im Kanal an.

So einen schönen Abend Newcomer beste Zahlen. 73

Irgendwann schenkt man sich das historische gesamte Internet aus 2020 auf Gluid im Holzkästchen zum vispace schmökern. Ich bin dabei :tup:
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Re: Frage zu EME, Dopplereffekt und Lichtgeschwindigkeit

#13

Beitrag von DocEmmettBrown »

Newcomer hat geschrieben: Sa 11. Jul 2020, 22:43Die Frage ist wie sich das Gravitationsfeld zeigt.
Zumal die Gravitation keineswegs konstant ist, wie ich empirisch beweisen konnte. Aber das ist ein anderes Thema.

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Radnor
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Re: Frage zu EME, Dopplereffekt und Lichtgeschwindigkeit

#14

Beitrag von Radnor »

73 Klaus, Seeadler, 13GD60, DK4PK
...irgendwo in der alten Welt, im schönen Nordpfälzer Bergland :wave:
Kanalratte I
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Re: Frage zu EME, Dopplereffekt und Lichtgeschwindigkeit

#15

Beitrag von Kanalratte I »

Die Überlegung was passiert wenn man versucht ein Photon einzuholen hat schon Einstein umgetrieben. Seine Überlegungen sind in dem Text festgehalten den wir heute Relativitätstheorie nennen.
Die Grundüberlegung war: Wenn man auf einem Lichtstrahl reiten könnte, würde sich der Lichtstrahl relativ zu einem selbst nicht mehr Bewegen. Da Licht aber eine Schwingung ist, und daher Bewegung zwingend erforderlich ist, würde der Lichtstrahl aufhören zu existieren. Da dies aber unmöglich ist, muss sich der Lichtstrahl zwangsläufig immer gleich schnell zu einem bewegen.
Also gilt: Egal wie schnell man sich bewegt, das Licht ist immer genau 299 792 458 m/s schneller als man selbst. :)
Aber wie ist es möglich, daß das Licht immer gleich schnell ist, egal wie schnell man sich bewegt?
Folgendes Experiment: Es gibt einen Sender und einen Empfänger, die in einigem Abstand zueinander stehen. Der Sender sendet regelmäßige Lichtpulse aus, sagen wir Jede Minute eines. Der Empfänger wird also ebenfalls jede Minute ein Signal empfangen. Nach 6 Minuten Hört der Sender auf, also wurden 6 Signale gesendet. der Empfänger wird also ebenfalls 6 Minuten zwischen erstem und zweitem Signal messen. Allerdings war das Signal auch noch einige Zeit unterwegs, so daß er insgesamt alle Signale später empfängt. Aber zwischen erstem ud letzten Signal vergehen trotzdem 6 Minuten.
Nun fährt ein Zug vom Sender zum Empfänger (Einstein verwendete für seine Gedankenexperimente gerne Züge, weil sie damals das schnellste Verkehrsmittel waren, und sie auch gut veranschaulichen was gemeint ist). Dieser Zug braucht vom Sender zum Empfänger 9 Minuten. Er startet genau dann wenn das erste Signal gesendet wird, und erreicht den Empfänger genau dann, wenn dieser das letzte Signal empfängt. Für diese Fahrt braucht er 9 Minuten. Unterwegs empfängt er auch die Signale und leitet sie direkt an den Empfänger weiter. Auch er misst die Zeit, zwischen den Signalen. aber wie kann es nun sein, daß ein Ablauf der 9 Minuten auf dem Zug dauert, also die Zeit zwischen dem ersten und dem letzten Signal beim Empfänger nur 6 Minuten dauert?
Die Lösung: für den zug vergeht die Zeit langsamer. Also wird der Zug mit seiner eigenen Uhr nur eine Reisezeit von 6 Minuten messen. Und schon passen die Ergebnisse wieder zusammen.
Daraus resultiert auch das Verbot über lichtschneller Informationsübertragung: Würde der Empfänger ohne Zeitverzögerung dem Sender mitteilen können, daß der Zug angekommen ist, und ebenso der Sender dem Empfänger daß der Zug abgefahren ist, würden diese beiden die Zeit von 9 Minuten messen. Dadurch daß die beiden aber Information nur Lichtschnell austauschen können, gleicht sich das wieder aus, und die Ergebnisse stimmen wieder überein.
die Zeitdiletation ist inzwischen durch diverse Experimente nachgewiesen. Es ist also nicht nur eine fixe Idee von Einstein, es ist nachweislich wirklich so. Deswegen kann man die Lichtgeschwindigkeit auch nie erreichen, weil dann die Zeit für einen stehen bleiben würde.
Es ist also nicht das Photon das "merkt" daß es von jemandem verfolgt wird, und deswegen schneller wird. Es ist immer gleich schnell. Aber der Verfolger misst dennoch daß das Photon immer gleich schnell relativ zu ihm ist, weil seine Zeit langsamer ist, und daher die Messung wieder 300000 km/s ergibt....
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