Archiv für August, 2009

Vortrag von Prof. Hartwig Thim bei der Österreichischen Physikalischen Gesellschaft

Prof. Hartwig Thim wird anlässlich der Konferenz 2009 der Österreichischen Physikalisch Gesellschaft einen Vortrag halten:

Datum: 03.09.09
Uhrzeit: 17:30 Uhr
Ort: Raum HSB2, Universität Innsbruck

 Abstract:

Spooky Action” is a well known phenomenon in car engines  

Einstein had claimed that simultaneity of actions at distant positions is impossible due to the finite speed of light. However, Zeilinger and Salart et al. have shown that entanglement enables photons to transmit information at speeds much higher than the speed of light. Einstein called entanglement “spooky action at a distance”. Ives did not agree with this and showed in 1939 that information can travel faster than light using a double Fizeau toothed wheel.

A camshaft in a car engine is, in principle, functioning the same way as it switches several valves distributed along the camshaft at well defined times. Synchronization is entirely mechanical and instantaneous or, in Einstein’s words, spooky action at a finite distance occurs. It can, in fact, be made so fast that even the one-way speed of light can be and has indeed been measured this way. 

This talk will be held on Thursday, September 3, 2009 at 5.30 p.m. in Room HSB2, University of Innsbruck
see: http://oepg2009.uibk.ac.at/

Hartwig W. Thim, Life Senior Member, IEEE, Member of OePG and OeVE Microelectronics Institute,
Johannes Kepler University, Altenbergerstrasse 69, A – 4040 Linz, Austria
hartwig.thim@jku.at
http://www.ime.jku.at

Herleitung der konstanten Lichtgeschwindigkeit für alle Beobachter unter Voraussetzung der Lorentztransformation

von Wolfgang Engelhardt,
ehemaliger Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Garching

Gegeben sei eine ebene Welle, die sich in x – Richtung ausbreitet und durch folgenden mathematischen Ausdruck beschrieben wird: 

A = Acos (k x – ω t)

Die Wellenlänge ist λ = 2π/k  und die Frequenz ist ν = ω/2π. Wenn man den Punkt maximaler Amplitude markieren will, muss man das Argument des Kosinus (Phase) zu Null setzen: k x = ωt. Man erhält einen Ausdruck für die Geschwindigkeit, mit der sich dieser Punkt fortbewegt:

x / t = ω / k

Diesen Ausdruck nennt man „Phasengeschwindigkeit”. Im Falle von Schall ist sie die Schallgeschwindigkeit gegenüber Luft, mit der sich die Welle ausbreitet. Im Falle von Licht ist sie die Lichtgeschwindigkeit gegenüber dem Medium, in dem sich das Licht ausbreitet. Früher nannte man dieses Medium „Äther”. Einstein nannte es “das ruhende System K”, später (ab 1920) nannte er es auch wieder Äther. Heute nennen wir es Vakuum, Raum oder ebenfalls wieder Äther. Man hat sich angewöhnt, die Phasengeschwindigkeit des Lichts, also den Quotienten ω / k, mit c zu bezeichnen. Einstein verwendete V

Betrachtet man eine ebene Welle von einem System aus, welches sich gegenüber dem x-System mit der Geschwindigkeit v  bewegt, so wollen wir alle Größen mit einem Strich versehen, um sie unterscheiden zu können:   

A = Acos (k’ x’ – ω’ t’)

Die Amplitude kriegt aber keinen Strich, denn es soll sich ja um dieselbe Welle handeln, die nur von einem anderen System aus betrachtet wird. Der Punkt konstanter Amplitude breitet sich definitionsgemäß mit der Geschwindigkeit 

x’/ t’= ω’/ k’

aus. Wenn die Galilei-Transformation gilt, haben wir 

x’ = x –  v t     und      t’ = t

Setzt man oben ein, so erhält man für die Phasengeschwindigkeit im gestrichenen System: 

ω’ / k’ = (x – v t ) / t = x / t –  v = ω / k – v

In der üblichen Nomenklatur heißt das  c’ = c – v

Verwendet man dagegen die Lorentz-Transformation, bei der nicht nur die Ortskoordinate, sondern auch die Zeit transformiert wird:

x’ = γ (x – v t)    und    t’ = γ (t – x v k / ω)

(ich habe statt c den Quotienten ω / k geschrieben), so erhält man für die Phasen-geschwindigkeit im gestrichenen System: 

ω’ / k’ = ( x – v t ) / ( t – x v k/ ω)

Der γ -Faktor wurde weggelassen, weil er sich herauskürzt.  Setzt man nun wieder x =  ω t / k, so erhält man

ω’ / k’ = ( ω / k – v) / (1- v k / ω) = ω / k     oder    c’ = c.

Die Anwendung der Lorentz-Transformation erzwingt also, dass ein und dieselbe Lichtwelle von jedem bewegten System aus betrachtet die Phasengeschwindigkeit c besitzt. Umgekehrt kann man dies postulieren und damit die Lorentz-Transformation ableiten, so wie es Voigt getan hat *). Bemerkenswert ist dabei, dass sich Voigt ganz allgemein auf die „Oscillationen eines elastischen incompressibeln Mediums” bezog, seine Theorie also für Licht und Schall in gleicher Weise anwendbar sein müsste. In der Akustik wurde sie aber nicht aufgegriffen, während Einstein sie als „Lorentz-Transformation” in Anwendung auf das Licht übernommen hat. Er behauptete sogar, die Transformation aus seinen Postulaten abgeleitet zu haben (was jedoch nicht stimmt). Also muss er – obwohl das schwer vorstellbar ist – durchaus geglaubt haben, dass die Lichtgeschwindigkeit von jedem wie immer bewegten Betrachter aus gesehen gleich c ist.

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*)  W. Voigt, Ueber das Doppler´sche Princip, Nachrichten von der Königlichen Gesellschaft der Wissenschaften und der Georg-Augusts-Universität zu Göttingen, No. 2, 10. März 1887

Beiträge zu Relativitätstheorie und Elektrodynamik

von Wolfgang Engelhardt,
ehemaliger Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Garching

1) Der relativistische Dopplereffekt und das Relativitätsprinzip
    
Apeiron, Vol. 10, No. 4, October 2003, pp. 29 – 49                   

Die Frequenzverschiebungen, welche der ‘relativistische´ Dopplereffekt vorhersagt, werden im Photonenbild des Lichts hergeleitet. Es stellt sich heraus, dass die Resultate im Allgemeinen nicht ausschließlich von der Relativgeschwindigkeit zwischen Quelle und Beobachter abhängen. In dieser Hinsicht ist der relativistische Dopplereffekt nicht unterschieden vom klassischen Dopplereffekt, wo die Frequenzverschiebungen ebenfalls unterschiedlich sind, je nachdem ob sich die Schallquelle oder der Detektor bewegt. Die ‘relativistischen´ Formeln für die beiden Fälle sind durch Experimente bestätigt und in vielen Lehrbüchern beschrieben worden. Es wurde jedoch nicht erkannt, dass diese Formeln mit Einsteins verallgemeinertem Relativitätsprinzip im Widerstreit liegen.

Schlüsselwörter: Relativität, Dopplereffekt, stellare Aberration

 

2) Über die relativistische Transformation elektromagnetischer Felder
     Apeiron, Vol. 11, No. 2, April 2004, pp. 309 – 326             

Durch Untersuchung der Bewegung einer Punktladung in einem elektrostatischen und in einem magnetostatischen Feld wird gezeigt, dass die relativistische Transformation elektromagnetischer Felder zu widersprüchlichen Resultaten führt. Die Notwendigkeit, eine „Elektrodynamik für bewegte Materie” zu entwickeln, wird als eine dringliche Aufgabe hervorgehoben. 

Schlüsselwörter: Klassische Elektrodynamik, Lorentz-Transformation, Spezielle  Relativität
 


3)  Eichinvarianz in der klassischen Elektrodynamik
      Annales de la Fondation Louis de Broglie, Vol 30, no 2, 2005, pp.157 – 178,       

Das Konzept der Eichinvarianz in der klassischen Elektrodynamik nimmt stillschweigend an, dass Maxwells Gleichungen eindeutige Lösungen besitzen. Indem wir jedoch das Feld eines bewegten Teilchens sowohl in Lorenz als auch in Coulomb Eichung, und schließlich direkt aus den Feldgleichungen berechnen, erhalten wir mehrdeutige, widersprüchliche Lösungen. Wir schließen daraus, dass die stillschweigende Annahme der Eindeutigkeit nicht gerechtfertigt ist. Die Ursache für dieses Problem wird auf die inhomogenen Wellengleichungen zurückgeführt, welche die propagierenden Felder mit deren Quellen zur selben Zeit verknüpfen.

P.A.C.S.: 03.50.De; 11.15.-q; 41.20.-q; 41.60.-m

 

4) Instantane Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen
     
arXiv.org – Nov. 2005 – Cornell University Library     

Von diesem Artikel wurde anonym eine russische Übersetzung angefertigt, die unter folgender Adresse zu finden ist: http://www.chronos.msu.ru/RREPORTS/engelhardt_mgnovennoye.pdf

Die Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen vermittels quasistationärer Felder muss instantan erfolgen; wenn nicht, ergäbe sich eine Verletzung des Energiesatzes. Als Konsequenz hieraus folgt, dass sowohl Energie als auch Information über makroskopische Distanzen hinweg instantan übertragen werden können, wenn man sich der quasistationären Felder bedient, deren Existenz durch Maxwells Gleichungen vorhergesagt wird.

Schlüsselwörter: Klassische Elektrodynamik, Quasistationäre elektromagnetische Felder,  Übertragung von Information

 

5) Zur Lösung des Maxwellschen Systems von Gleichungen erster Ordnung
     arXiv.org – Apr. 2006 – Cornell University Library

Bei einem Versuch, Maxwells System von Gleichungen erster Ordnung unter Vorgabe eines Anfangszustandes zu lösen, wird gefunden, dass sich keine konsistente Lösung errechnen lässt, die von der zeitlichen Entwicklung der Quellen abhängt. Die wohlbekannten retardierten Lösungen der Gleichungen zweiter Ordnung, die auf der Einführung von Potentialen beruhen, stellen sich als widersprüchlich zu einer direkten Lösung des Systems erster Ordnung heraus.

P.A.C.S.: 03.50.De

  

6) Eine Bemerkung zur Konstanz der Lichtgeschwindigkeit
     Blog Ekkehard Friebe

In diesem nebenbei entstandenen Aufsatz aus dem Jahr 2001, der nie bis zur Veröffentlichungsreife ausgearbeitet wurde, habe ich versucht, eine Antwort auf die Frage zu finden, weshalb Pound und Rebka in ihrem berühmten Mössbauer – Experiment nur den einfachen Effekt gefunden haben, während die ART den doppelten vorhersagt (Uhren gehen „oben” schneller und Photonen gewinnen Energie beim „Fallen”). Die Antwort scheint darin zu liegen, dass die Lichtgeschwindigkeit nicht konstant, sondern eine Funktion des Gravitationspotentials ist. Ursprünglich hatte Einstein dies auch angenommen.