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Warum keine Einwegmessung der Lichtgeschwindigkeit? |
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Hallo zusammen,
Ich habe in verschiedenen Foren in den letzten Tagen eine Frage gestellt, zum Beispiel im Mahag-Forum:
http://www.mahag.com/FORUM/forum.php?gruppe=276
oder im ZDF-Forum:
http://www.zdf.de/ZDFforum/ZDFde/inhalt/4/0,1872,1300004,00/wue/F1037/msg1016979.php
die ich auch hier stelle:
Warum misst man nicht die Einweggeschwindigkeit des Lichts einfach nur mit einer einzigen Atomuhr, die sowohl den Start in A als auch die Ankunft in B registrieren k?nnte? Ist es technisch nicht m?glich Lichtquelle und Lichtsensor mit einer Leitung zu verbinden und somit das Lichtsignal nur mit einer Uhr zu messen?
Gem?? den Reaktionen auf meiner Frage scheint es so zu sein, dass diese Messung sowohl methodologisch in Ordnung, als auch technisch ohne gro?en Aufwand machbar sei.
Die Laufzeiten der ?bertragungssignale im Kabel kann man offensichtlich problemlos separat messen und rausrechnen, so dass nur die Laufzeit des Lichtsignals im freien Lauf zwischen der Lichtquelle und dem Lichtsensor ?brig bleiben w?rde, also eine Einwegmessung.
Meiner Meinung nach w?rden solche Messungen neue Erkenntnisse ?ber die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit bringen, zum Beispiel bei verschiedenen Umweltbedingungen, bei verschiedenen Distanzen und auch bei verschiedenen Richtungen (eventuelle Existenz eines ?hters).
Viele Gr??e
Jocelyne Lopez
Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von Jocelyne Lopez am 22.11.2006 13:53.
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22.11.2006 13:52 |
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Optimist71
Eroberer
Dabei seit: 02.07.2006
Beiträge: 53
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Re: Warum keine Einwegmessung der Lichtgeschwindigkeit? |
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Jocelyne Lopez schrieb:
Zitat: |
Warum misst man nicht die Einweggeschwindigkeit des Lichts einfach nur mit einer einzigen Atomuhr, die sowohl den Start in A als auch die Ankunft in B registrieren k?nnte? Ist es technisch nicht m?glich Lichtquelle und Lichtsensor mit einer Leitung zu verbinden und somit das Lichtsignal nur mit einer Uhr zu messen? |
Das halte ich fuer unheimlich schwierig bis praktisch unmoeglich. Die erforderliche Genauigkeit der Signallaufzeit im Kabel kann man praktisch nicht erreichen. Insbesondere, wenn das Kabel mehrere Kilometer lang sein soll. Schon ueber mehrere Meter hat man Schwierigkeiten, die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Kabel konstant zu halten.
Gruende dafuer sind: Temperatureinfluesse, Abstand der Leiter zueinander kann variieren, Leiterlaengen zueinander koennen variieren, div. mechanische Beeintraechtigungen des Kabels usw.
Jocelyne Lopez schrieb:
Zitat: |
Gem?? den Reaktionen auf meiner Frage scheint es so zu sein, dass diese Messung sowohl methodologisch in Ordnung, als auch technisch ohne gro?en Aufwand machbar sei. |
Theretisch ja, aber in der Praxis wird man das so nicht hinbekommen, siehe oben. Die Ungenauigkeit in einer solchen Messung waere so gross, dass ich mich doch schon viel lieber auf die gute alte Zweiwegmessung verlassen wuerde.
Jocelyne Lopez schrieb:
Zitat: |
Die Laufzeiten der ?bertragungssignale im Kabel kann man offensichtlich problemlos separat messen und rausrechnen, so dass nur die Laufzeit des Lichtsignals im freien Lauf zwischen der Lichtquelle und dem Lichtsensor ?brig bleiben w?rde, also eine Einwegmessung. |
Mit welcher Genauigkeit aber? Und falls man extrem hohe Genauigkeit erreicht bei der Messung der Laufzeiten durch das Kabel, wie gross ist dann die Unsicherheit aufgrund der o.g. Einfluesse? Das Gesamtergebnis fuer c durch den freien Raum wuerde einer grossen Unsicherheit unterliegen.
?rb?digst
-- Optimist
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22.11.2006 16:17 |
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Re: Warum keine Einwegmessung der Lichtgeschwindigkeit? |
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Zitat: |
Optimist71 schrieb am 22.11.2006 15:17 Uhr:
Jocelyne Lopez schrieb:
Zitat: |
Die Laufzeiten der ?bertragungssignale im Kabel kann man offensichtlich problemlos separat messen und rausrechnen, so dass nur die Laufzeit des Lichtsignals im freien Lauf zwischen der Lichtquelle und dem Lichtsensor ?brig bleiben w?rde, also eine Einwegmessung. |
Mit welcher Genauigkeit aber? Und falls man extrem hohe Genauigkeit erreicht bei der Messung der Laufzeiten durch das Kabel, wie gross ist dann die Unsicherheit aufgrund der o.g. Einfluesse? Das Gesamtergebnis fuer c durch den freien Raum wuerde einer grossen Unsicherheit unterliegen.
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Ein Teilnehmer im MAHAG-Forum hat das nicht so geschildert:
http://www.mahag.com/FORUM/forum.php?gruppe=276#4948
Zitat: |
Die Laufzeit in Koaxkabeln bspw. kann genau bestimmt werden, so dass einer derart durchgef?hrten Labormessung eigentlich nichts im Wege st?nde. Weshalb also nicht? |
Au?erdem habe ich schon bei MAHAG so argumentiert:
Strenggenommen ist jede Messung mit einer Stopuhr eine ?3-Weg-Messung?, wenn man die ?Reaktionszeiten? der Start-und-Stop-Signale ber?cksichtigen m?chte. Aber gut, bei meinem Experiment w?ren die Reaktionszeiten bei den Start-und-Stop-Signalen in der Tat nicht zu vernachl?ssigen, wegen meiner langen Leitung.
Nicht desto trotz w?rden solche Messungen m.E. neue Erkenntnisse bringen, auch wenn man die ?bertragungszeiten der Start-und-Stop-Befehle nicht misst und nicht rausrechnet: Man k?nnte dann zwar nicht den genauen Wert der Lichtgeschwindigkeit im freien Lauf ermitteln, aber trotzdem eventuelle Abweichungen der Konstanz der Einweggeschwindigkeit bei verschiedenen Bedingungen feststellen: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Distanzen und eben auch Richtungen. Oder nicht? Mache ich da einen Denkfehler?
Viele Gr??e
Jocelyne Lopez
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22.11.2006 16:43 |
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UnePierre
Tripel-As
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22.11.2006 20:16 |
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Re: Warum keine Einwegmessung der Lichtgeschwindigkeit? |
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Zitat: |
Ekkehard Friebe schrieb am 22.11.2006 20:00 Uhr:
Das Besondere an dieser Messeinrichtung ist die Tatsache, da? das ?Oscilloscop? in der Mitte der Messtrecke angeordnet ist, so da? die beiden Kabel zur Signal?bertragung exakt gleich lang gemacht werden k?nnen und deshalb auch gleichgro?e Signalverz?gerungen in den Kabeln verursachen. Dadurch fallen die Signalverz?gerungen f?r das resultierende Messergebnis heraus, ohne da? vorher eine Messung oder Berechnung dazu notwendig ist. |
Ja, dann k?nnte man doch zum Beispiel auf einer (ausfahrbaren) Stange eine Laserlichtquelle und ein Lichtsensor fest montieren, eine Atomuhr genau in der Mitte, und fertig, oder? Dann k?nnte man damit Einwegmessungen bei verschiedenen Umwelteinfl??en, verschiedenen Strecken und verschiedenen Richtungen durchf?hren.
Vielleicht sollten wir doch die Meinung von Prof. Hartwig Thim von der Universit?t Linz dazu holen. Er arbeitet zwar zur Zeit mit anderen Experimenten, sowie mir Harald Maurer es gesagt hat, aber vielleicht sieht er M?glichkeiten in seiner Uni so was durchf?hren zu lassen, so aufw?ndig ist das doch nicht, oder?
Viele Gr??e
Jocelyne Lopez
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23.11.2006 00:16 |
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sammylight
User gesperrt!
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24.11.2006 11:07 |
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Waverider
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Re: Warum keine Einwegmessung der Lichtgeschwindigkeit? |
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Zitat: |
Ekkehard Friebe schrieb am 22.11.2006 20:00 Uhr:
Das Besondere an dieser Messeinrichtung ist die Tatsache, da? das ?Oscilloscop? in der Mitte der Messtrecke angeordnet ist, so da? die beiden Kabel zur Signal?bertragung exakt gleich lang gemacht werden k?nnen und deshalb auch gleichgro?e Signalverz?gerungen in den Kabeln verursachen. Dadurch fallen die Signalverz?gerungen f?r das resultierende Messergebnis heraus, ohne da? vorher eine Messung oder Berechnung dazu notwendig ist. |
Sehr geehrter Herr Friebe
Mal abgesehen davon, dass eine Signal?bertragung per Kabel aufgrund der viel zu gro?en Fluktuationen in diesem Medium viel zu ungenau f?r eine Messung der LG ist, ergibt sich das Problem, dass zwar eine m?gliche vektoriale L?ngenkontraktion der Kabel bez?glich der Relativbewegung Messstrecke/?ther, welches auch schon als Hypothese zur Erkl?rung des Nullergebnisses des Michelson/Morley-Versuchs herangezogen wurde, f?r beide Kabel den gleichen Effekt und damit f?r den Versuch irrelevant w?re, da ja beide Kabel parallel und nicht senkrecht zueinander stehen, dass aber ein Laufzeitunterschied der beiden Signale aufgrund einer m?glichen ?therdrift letztendlich einer Zweiwegmessung gleichkommt.
Die Synchronisation der Uhren in A und B unter Ber?cksichtigung der ?therdrift ist das eigentliche Problem der Einwegmessung. Vorraussetzung daf?r ist die Gr??e "v", die Relativgeschwindigkeit eines Inertialsystems zum Lichtmedium. Jegliches Zur?ckf?hren der Messergebnisse von A und B zu einem zentralen Messpunkt (hier: Oszillograph) unterliegt einer m?glichen ?therdrift, d.h. die Laufzeiten sind asynchron, es sei denn, der ?ther wird bez?glich der Messstrecke "mitgef?hrt". Aber das weiss man eben nicht.
Es ist schon erstaunlich, mit welchen Problemen man sich bei der Messung der Einweg-LG herumschlagen muss. Unser "Meister" hatte es da einfacher: F?r Ihn war die Asynchronit?t f?r Hin- und R?ckweg kein Problem. Einfach die Summe durch 2 teilen und alle waren zufrieden. Und so forschen sie heute noch......
Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von Waverider am 24.11.2006 19:19.
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24.11.2006 19:16 |
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UnePierre
Tripel-As
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24.11.2006 20:58 |
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Waverider
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28.11.2006 18:29 |
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UnePierre
Tripel-As
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28.11.2006 19:12 |
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Waverider
Realist
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28.11.2006 19:43 |
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Waverider
Realist
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Re: Warum keine Einwegmessung der Lichtgeschwindigkeit? |
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Zitat: |
Jocelyne Lopez schrieb am 28.11.2006 18:39 Uhr:
Ja, genau. So eine Einwegmessung mit zwei synchronisierten Atomuhren hatte ich mir auch gedacht. Aber nachdem ich gesehen habe, wie unglaublich schwer man sich in der Physik mit der Synchronisation von Uhren tut (wei? ich allerdings nicht genau warum, das sollte doch m?glich sein f?r die kurze Dauer eines Experiments zwei Uhren perfekt zu synchronisieren, oder? ) habe ich mir eben gedacht, man misst die Einweggeschwindigkeit eben nur mit einer Uhr und fertig. |
Liebe Frau Lopez
Zwei Uhren in A und B synchronisiert man, in dem man vom Mittelpunkt M einer Strecke AB gleichzeitig ein Lichtsignal nach A und B aussendet und beim Eintreffen dieser Signale diese Uhren in Gang gesetzt werden. Beide Uhren laufen dann relativ synchron, synchron bez?glich des IS, in dem sie sich befinden.
Will man diese Uhren absolut (bez?glich des Licht?thers) synchronisieren, ben?tigt man eben dieses "v", die Relativgeschwindigkeit zw. IS und ?ther.
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28.11.2006 19:56 |
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Waverider
Realist
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28.11.2006 20:18 |
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