LLR & Orbitalbewegung

So wie ich es verstehe, wird Licht, das von einer Quelle emittiert wird, nicht der Bewegung der Quelle mitgeteilt und folgt daher immer einer "geraden Linie". Wenn das stimmt, fällt es mir schwer, mir vorzustellen, wie die Lunar Laser Ranger-Experimente Photonen nachweisen können.

Bei diesem Experiment wird ein Lichtimpuls auf einen Retroreflektor gerichtet und zurückreflektiert. Die Hin- und Rückfahrt dauert etwa 2,5 Sekunden, und aufgrund der Beugung überdeckt der zurückkehrende Impuls einen Kreis mit einem Durchmesser von etwa 20 km.

Die Umlaufgeschwindigkeit der Erde beträgt ungefähr 30 km/s, und in der Zeit, die der Impuls für die Hin- und Rückfahrt benötigt, wäre der Detektor 75 km weiter entlang der Umlaufbahn der Erde. Wenn mein erster Absatz korrekt ist und der Lichtimpuls nicht mit der Umlaufgeschwindigkeit der Erde versehen wird, wie wird dann die Erkennung des zurückkehrenden Lichtimpulses erreicht?

Ich hoffe, das macht Sinn und danke.

Sie haben eine der Widersprüchlichkeiten entdeckt, für deren Verständnis Sie die relativistische Mechanik benötigen. Ein guter Bezugsrahmen, den man in dieser Situation wählen kann, ist der, in dem die Erde stationär ist. Dass das ganze System relativ zur Sonne eine Geschwindigkeit hat, ist irrelevant. Ob die Erde eine Geschwindigkeit hat oder nicht, ist eigentlich Ihre Wahl.
Danke für die Antwort. Also geht der Lichtimpuls von der Erde zum Ziel und kehrt in einer scheinbar geraden Linie zurück, aber von der Venus zum Beispiel könnte der Lichtweg nicht gerade erscheinen und vielleicht mit einer gewissen Doppler-Verschiebung?
Sicher, von der Venus mag es so aussehen, als hätte sie eine andere Wellenlänge, braucht mehr oder weniger Zeit, um zurückzukehren, und so weiter. Es erscheint nur anders aus verschiedenen Bezugsrahmen.

Antworten (1)

Nun, es macht irgendwie Sinn, aber was hier wichtig ist, ist die Geschwindigkeit der Erde relativ zum Mond, nicht zur Sonne!

In etwa: Der Mond-Erde-Abstand beträgt 400.000 km und eine komplette Umrundung dauert 27 Tage. Daher beträgt die relative Orbitalgeschwindigkeit eher 1 km/s, und ein Strahl mit einem Durchmesser von 20 km überdeckt problemlos die erwartete relative Bewegung von etwa 2,5 km während der 2,5-sekündigen Hin- und Rückfahrt.

Vielen Dank! Wenn Licht einer "geraden Linie" folgt, egal was passiert, würde es dann nicht die Umlaufgeschwindigkeit der Erde um die Sonne ignorieren? Wenn dies der Fall ist, wäre der Emitter nicht verschwunden, wenn das Licht zurückkehrt? Ich bin ein Anfänger, daher fehlt mir wahrscheinlich etwas konzeptionell.
Würde die Relativitätstheorie auch eine Rolle spielen?
@Tanenthor Es könnte ... wenn eine der Geschwindigkeiten groß wäre.
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