Unterschiedliche Lichtgeschwindigkeit in zwei Inertialsystemen und das Relativitätsprinzip

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Ich befinde mich in einem Rahmen, in dem ein Medium ruht, und ich beobachte, wie sich Licht mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt.

Eine andere Person beobachtet, wie sich dieses Medium mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, in diesem Fall beobachtet er eine andere Lichtgeschwindigkeit.

Aber das Relativitätsprinzip besagt, dass die Gesetze der Physik in allen Inertialsystemen dieselbe Form haben, daher sollten Maxwells Gleichungen in beiden Rahmen dieselbe Form haben, was impliziert, dass die Lichtgeschwindigkeit in beiden Rahmen gleich sein sollte .

Kann bitte jemand auf meinen Fehler hinweisen. Danke schön.

Was ist das für ein Medium, von dem Sie sprechen?
Die spezielle Relativitätstheorie postuliert, dass die Lichtgeschwindigkeit unabhängig von der Bewegung des Beobachters oder der Quelle gleich ist, daher ist "in diesem Fall wird er eine andere Lichtgeschwindigkeit beobachten" falsch.
Die Lichtgeschwindigkeit in Materie ist kleiner als c. Der Brechungsindex n wird verwendet, um die Geschwindigkeit in einem Medium anzugeben: Zitiert nach Kleppner und Kolenkow
@ WillO, sag Wasser. Die Geschwindigkeit im Wasser ist v=c/n
Wenn Sie das mit "Lichtgeschwindigkeit" meinen, erfordert nichts in der Relativitätstheorie, dass es rahmenunabhängig ist.
Was ist mit Maxwells Gleichungen, die in allen Inertialsystemen gleich sind?

Antworten (3)

Aber das Relativitätsprinzip besagt, dass die Gesetze der Physik in allen Inertialsystemen dieselbe Form haben, daher sollten Maxwells Gleichungen in beiden Rahmen dieselbe Form haben, was impliziert, dass die Lichtgeschwindigkeit in beiden Rahmen gleich sein sollte.

Der Brechungsindex ist in verschiedenen Referenzrahmen nicht gleich. Tatsächlich ist in einem Bezugssystem, in dem sich ein transparentes Medium bewegt, der Brechungsindex anisotrop. Sie hat in den Richtungen parallel und antiparallel zur Strömung unterschiedliche Werte.

Siehe: https://www.physics.princeton.edu/~mcdonald/examples/index.pdf

Das heißt, die Maxwells-Gleichungen sind in den beiden Rahmen unterschiedlich?
Nein, die Maxwell-Gleichungen sind dieselben, ebenso wie das Gesetz zur Bestimmung des Brechungsindex eines sich bewegenden transparenten Mediums.
Für beide Rahmen sind die Maxwells-Gleichungen also im Medium gleich. Wie ändert sich dann die Lichtgeschwindigkeit in den beiden Rahmen, wenn die Lichtgeschwindigkeit aus diesen Gleichungen abgeleitet wird? Wenn Sie sagen, dass sich der Brechungsindex ändert, sind die beiden Trägheitsrahmen nicht äquivalent, da einer von ihnen bevorzugt wird.
@Kashmiri Einzelheiten darüber, wie die Lichtgeschwindigkeit im Medium variiert, finden Sie in dem von mir verlinkten Artikel. Es ist nicht richtig, dass ein Rahmen einem anderen vorgezogen wird. Die Gleichung im verlinkten Artikel gibt die Transformation für den Brechungsindex an. Diese Transformation gilt für alle Frames. Die gleiche Regel gibt den Brechungsindex für jedes transparente Medium in jedem Referenzrahmen an.

Das Relativitätsprinzip in Form von Einsteins zweitem Postulat besagt, dass die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum in allen Inertialsystemen gleich ist. Wenn Sie ein Medium, Glas oder Wasser oder sogar Luft, mit einem Brechungsindex einführen, dann befinden Sie sich nicht im Vakuum. Das Medium hat in verschiedenen Einzelbildern eine unterschiedliche Bewegung, und die grundlegende Symmetrie geht verloren.

Vielleicht möchten Sie das Experiment von Fizeau nachschlagen .

Das Relativitätsprinzip bedeutet nicht, dass "die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum in allen Inertialsystemen gleich ist". Einsteins zwei Postulate von 1905 sind unabhängig voneinander.
Einverstanden, wie in meiner Frage erwähnt, was ist mit den Maxwells-Gleichungen, die invariant bleiben sollten?
@PentchoValev wir sind uns wirklich einig. Ob die Postulate unabhängig sind, ist fraglich (dh ich bin bereit, darüber zu streiten). Ich habe versucht, mich mit der Sprache der Frage auseinanderzusetzen (die inzwischen bearbeitet wurde). Das Relativitätsprinzip, Einsteins 1. Postulat, besagt, dass die Gesetze der Physik in allen Inertialsystemen gleich sind. Nimmt man „Die Lichtgeschwindigkeit ist C ' als eines der Gesetze der Physik folgt das zweite Postulat aus dem ersten. Aber für pädagogische Zwecke ist es gut, es als explizite Aussage zu machen.
Die Maxwell-Gleichungen im Vakuum sind die gleichen. Wenn Sie das Medium und seine polarisierbaren Moleküle einführen, macht die Bewegung es viel komplizierter als das Einfache ϵ 0 → ϵ R ϵ 0 Substitution, mit der wir uns normalerweise befassen.
Ja, das Medium ist da, aber es sollte keine Rolle spielen, ob sich der Rahmen in Bezug auf das Material bewegt oder nicht.

Ihr Fehler liegt in der Vorstellung, dass alles, was sie sehen, langsamer ist, weil Sie still stehen und sehen können, wie sich jemand bewegt. Das ist nicht ganz der Fall. Seltsamerweise bewegt sich das Licht mit der gleichen Geschwindigkeit von euch beiden weg. Während sich Ihr Freund bewegt, wird die Welt (aus seiner Perspektive) zerquetscht; Dadurch bleibt die Lichtgeschwindigkeit erhalten.

Dies könnte ein interessantes Video sein, das Ihnen hilft, sich damit vertraut zu machen: https://www.youtube.com/watch?v=ACUuFg9Y9dY

Unterschiedliche Lichtgeschwindigkeit in zwei Inertialsystemen und das Relativitätsprinzip
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