Postulat der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum

Ich stelle natürlich nicht die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in Frage, sondern nur die Formulierung des Postulats darüber. Es wird oft behauptet, dass die Lichtgeschwindigkeit unabhängig von der Bewegung der Quelle ist. Einstein selbst sagte „und führe noch ein weiteres Postulat ein, das mit dem ersteren nur scheinbar unvereinbar ist, nämlich dass sich Licht im leeren Raum immer mit einer bestimmten Geschwindigkeit ausbreitet C die unabhängig vom Bewegungszustand des emittierenden Körpers ist."

Aber ist nicht auch in der klassischen Physik die Geschwindigkeit einer Welle unabhängig von der Bewegung der Quelle? Sobald die Welle ausgesendet wird, hängt ihre Geschwindigkeit nur noch vom Medium ab. Wenn sich ein Lautsprecher auf mich zubewegt, ist die Frequenz des Tons höher, aber nicht seine Geschwindigkeit. Wenn ich mich auf den Lautsprecher zubewege, wird sowohl die Frequenz als auch die Schallgeschwindigkeit höher.

Dieses Relativitätspostulat wird manchmal in Bezug auf den Bewegungszustand des Beobachters angegeben, aber es wird häufig nur in Bezug auf die Quelle angegeben, was ich in Frage stelle.

Was aber, wenn Sie sich in einem Frame befinden, der sich mit der Quelle bewegt? Denken Sie darüber nach, wie Sie in diesem Fall beispielsweise die Schallgeschwindigkeit im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit beobachten würden. Was unterscheidet dann die Schallausbreitung von der Lichtausbreitung und warum ist das für SR so wichtig?
Guter Punkt - in einem solchen Rahmen würde die Schallgeschwindigkeit reduziert, aber nicht die Lichtgeschwindigkeit. Aber in diesem Fall sind Quelle und Beobachter ein und dasselbe (zumindest ihre Ruhesysteme), also könnte das Postulat nicht auch nur in Bezug auf die Bewegung des Beobachters formuliert werden, dh die Lichtgeschwindigkeit ist unabhängig von der Bewegung des Beobachters?

Antworten (3)

Es gibt kein Medium. Die Gleichungen stehen allein. Die Möglichkeit, dass der leere Raum selbst ein stationäres Medium für jemanden sein könnte, wurde durch Experimente widerlegt.

Daher scheint jede elektromagnetische Ausbreitung im leeren Raum für jeden Trägheitsbeobachter immer mit der universellen konstanten Geschwindigkeit fortzuschreiten, unabhängig davon, woher sie kommt oder wohin sie sonst geht.

Aber für den Beobachter, der es misst, hängen seine Beobachtungen von der Quelle ab, nicht von anderen Beobachtern. Das Postulat sagt aus, wie es von der Quelle abhängt.

Und sagt natürlich entgegen der Intuition, dass dies nicht der Fall ist.

„Ich möchte betonen, dass Licht in dieser Form vorliegt – Teilchen. Es ist sehr wichtig zu wissen, dass sich Licht wie Teilchen verhält, besonders für diejenigen unter Ihnen, die zur Schule gegangen sind, wo Sie wahrscheinlich etwas darüber gelernt haben, wie sich Licht wie Wellen verhält. Ich sage Ihnen, wie es sich verhält - wie Partikel. Man könnte sagen, dass es nur der Photomultiplier ist, der Licht als Partikel erkennt, aber nein, jedes Instrument, das so konzipiert wurde, dass es empfindlich genug ist, um schwaches Licht zu erkennen, hat am Ende immer dasselbe entdeckt Sache: Licht besteht aus Teilchen." Richard Feynman, QED: Die seltsame Theorie von Licht und Materie p. 15 https://www.amazon.com/QED-Strange-Theory-Light-Matter/dp/0691024170

„Wenn Licht außerdem aus Teilchen besteht, wie Einstein in seinem nur dreizehn Wochen vor diesem eingereichten Artikel vorgeschlagen hatte, erscheint das zweite Prinzip absurd: Ein Stein, der von einem schnell fahrenden Zug geworfen wird, kann weitaus mehr Schaden anrichten als einer, der von einem ruhenden Zug geworfen wird ; die Geschwindigkeit des Teilchens ist nicht unabhängig von der Bewegung des Objekts, das es aussendet. Und wenn wir annehmen, dass Licht aus Teilchen besteht und annehmen, dass diese Teilchen den Newtonschen Gesetzen gehorchen, werden sie der Newtonschen Relativitätstheorie entsprechen und somit automatisch das Nullergebnis erklären des Michelson-Morley-Experiments ohne Rückgriff auf Längenkontraktionen, Ortszeit oder Lorentz-Transformationen, aber wie wir gesehen haben, widerstand Einstein der Versuchung, das Nullergebnis mit Lichtteilchen und einfachen, vertrauten Newtonschen Ideen zu erklären,und führte als sein zweites Postulat etwas ein, das mehr oder weniger offensichtlich war, wenn man es sich in Begriffen von Wellen in einem Äther vorstellte.“ Banesh Hoffmann, Relativity and Its Roots, S.92https://www.amazon.com/Relativity-Its-Roots-Banesh-Hoffmann/dp/0486406768

„Emissionstheorie, auch Emittertheorie oder ballistische Lichttheorie genannt, war eine konkurrierende Theorie zur speziellen Relativitätstheorie, die die Ergebnisse des Michelson-Morley-Experiments von 1887 erklärte. […] Der Name, der am häufigsten mit der Emissionstheorie in Verbindung gebracht wird ist Isaac Newton.In seiner Korpuskulartheorie stellte sich Newton Licht-"Körperchen" vor, die von heißen Körpern mit einer nominellen Geschwindigkeit c in Bezug auf das emittierende Objekt abgeworfen werden und den üblichen Gesetzen der Newtonschen Mechanik gehorchen, und wir erwarten dann, dass sich Licht bewegt mit einer Geschwindigkeit auf uns zu, die durch die Geschwindigkeit des entfernten Senders (c ± v) ausgeglichen wird. https://en.wikipedia.org/wiki/Emission_theory

Die Emissionstheorie des Lichts war mir nicht bekannt, aber sie scheint widerlegt worden zu sein: en.wikipedia.org/wiki/Emission_theory .
Relevant ist hier die Newtonsche Vorhersage c' = c ± v, bestätigt durch das Michelson-Morley-Experiment von 1887. Der Rest der Emissionstheorie, widerlegt oder nicht, ist irrelevant.

Der Dopplereffekt in der klassischen Physik funktioniert genauso gut, wenn Sie sich auf die Quelle zu oder von ihr weg bewegen oder wenn sich die Quelle auf Sie zu oder von ihr weg bewegt. Was zählt, ist die Relativbewegung.

Das OP fragt nicht nach dem Doppler-Effekt.
Der zweite Absatz des Gegenpostens bezieht sich auf Lautsprecher, die Ton aussenden
Das ist nicht wahr FYI.
Welchen Aspekt meinst du?
Für eine Diskussion über den Doppler-Effekt reicht es nicht aus, dass Lautsprecher Schall abgeben. Das OP fragt nach der Geschwindigkeit von Wellen, wie sie von Beobachtern in verschiedenen Frames gesehen werden, nicht nach Unterschieden in den Frequenzen von Wellen aufgrund relativer Bewegung. Das OP erkennt den Doppler-Effekt, aber ihre Frage bezieht sich nicht darauf.