Laserleikki

Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Kaikkihan tuntevat valokellon periaatteen, jossa valo kulkee peilien välissä kahdessa eri koordinaatistossa.

Jos käytämme liikuvasta lähteestä kohtisuoraan peiliä kohti suunnattua laseria, niin miten siinä oikein käy kun laserpulssi lähtee liikkeelle.

Pulssihan pitäisi edetä avaruudessa nopeudella c lähteen nopeudesta - eli laserin liikkeestä - piittaamatta (ainakin suhtiksen mukaan). Tällöin siis levossa olevan havaitsijan suhteen laserpulssi pitäisi lähteä kohtisuoraan peiliä kohti eikä laserin mukana vinosti kuten valokello esimerkissä.

Kaikissa esimerkeissä valo kulkee kuitenkin viistosti lähteestä peiliin, kun asiaa tarkastellaan levossa olevan havaitsijan kannalta, eli esimerkissä huomioidaan pulssin liike kuin kyseessä olisi liikkeestä lähetetty massaobjekti ( eli käytetään galilei-transformaatiota ko. tilanteen kuvaamisessa ).

Mikäli käytetään ympärisäteilevää valolähdettä, silloin valo tietenkin etenee myös vinossa suunnassa, tällöin kyseessä ei ole kuitenkaan eri havaitsijoiden kannalta samat fotonit, jotka peilin tavoittavat ja siitä takaisin heijastuvat ( jos ei käytetä galileita ).

Tällainen ajatuskoe ei siis ainakaan tue ajan suhteellisuutta, melkeinpä päinvastoin.

Jos laserpulssit lähtevät kaikkien levossa tai liikkeessä olevien havaitsijoiden mielestä suoraan peiliin, niin sitten puhutaankin jo kohtuullisen kummallisesta asiasta.

Sivut

Kommentit (33)

o_turunen
Seuraa 
Viestejä10604
Liittynyt16.3.2005

Ajattelet liian monimutkaisesti. Ajattele laseria, vaikkapa kaasulaseria, jossa
on kahden peilin välillä laseroivaa ainetta. Jos laseri asetetaan Kaivokadulla
pystyasentoon kolmosen ratikkaan, niin ei se lakkaa toimimasta, kun ratikka
lähtee liikkeelle. Kalliossa käytyään se toimii edelleen, jos sähköä riittää,
eikä vehje ole mennyt epäkuntoon.

Kaivokadulla paikallaan olevan vastaavan laserin fotonit ovat pomppineet
ylös ja alas (jos unohdetaan Maan liike), Kalliossa käyneen laserin fotonit
ovat pomppineet ylös ja alas ja lisäksi kulkeneet vaakasuorassa.

Se, miksi laseri ei lakkaa toimimasta, kun sitä siirretään vaakasuunnassa,
johtuu siitä, että kaasulasereissa ei käytetä tasopeilejä, vaan pallopeilejä,
joiden kaarevuussäde on sama kuin resonaattorin pituus. Tällöin fotonit
eivät pääse karkaamaan. Jos kävisi niin onnettomasti, että jokin fotoni
karkaisi peilin läpi, niin ei hätää. Noita syntyy stimuloidusti runsaasti lisää.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi.
Korant: Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

Vierailija
o_turunen
Jos kävisi niin onnettomasti, että jokin fotoni
karkaisi peilin läpi, niin ei hätää. .

Oletko nyt aivan varma, fotonit ovat äärimmäisen vaarallisia hiukkasia.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
o_turunen
Ajattelet liian monimutkaisesti. Ajattele laseria, vaikkapa kaasulaseria, jossa on kahden peilin välillä laseroivaa ainetta. Jos laseri asetetaan Kaivokadulla pystyasentoon kolmosen ratikkaan, niin ei se lakkaa toimimasta, kun ratikka lähtee liikkeelle. Kalliossa käytyään se toimii edelleen, jos sähköä riittää, eikä vehje ole mennyt epäkuntoon.

Vai niin, no tämä nyt ei liittynyt varsinaiseen asiaa ainakaan ihan suoranaisesti, paitsi jos ajatellaan että tässäkin yhteydessä laserien täytyy toimia pääsääntöisesti emitteriteorian pohjalta, eli valo liikkuu lähteen suhteen nopeudella c, kuten sopii odottaa.

Toisaalta maapallon ja ratikankin hiukkaskentät saattavat (ja tietysti se laseroiva väliaine vuorovaikutuksineen) kuljettaa fotoneita jonkun verran mukanaan ( tämä on tosin epäolennaista peruskysymyksen kannalta ).

Kyse oli kuitenkin ihan siitä, että jos kerran ajatellaan että valo kulkee avaruudessa itsenäisesti nopeudella c riippumatta lähteen liiketilasta, niin ei voida silloin olettaa että sen nopeusvektorin suunta olisi c:n ja v:n summavektorin suuntainen, kuten olisi kyse massaobjektilla.

Näin valokellon esimerkin pohjalta ei voida laskea ajan suhteellisuutta ko. tapauksessa esitetyllä tavalla.

Sitä vastoin toistensa suhteen liikkuvien välinen vuorovaikutus ja siinä tarvittava aikaennakko vastaa suhteellisuusteorian matematiikka ainakin siinä tapauksessa kun lähde lähestyy kohdettä, koska kohteen todellinen ja havaittu paikka eivät ole samat. Koska kohteesta lähtenyt säteily kuitenkin havaitaan koko ajan, riittää että ennakko lasketaan nopeussuhteiden mukaan.

Näin myös toisinpäin asiaa tarkastellen, mutta silloin kuvaan astuu lisätermi, koska kohde havaitaan viiveellä ja tuo havaitsemisviiveestä johtuva lisäennakko on huomioitava laskelmassa. (Paitsi emitteriteoriassa, jossa lisäviive jäisi pois koska säteily etenisi nopeudella c suhteessa kohteeseen, jolloin tilanne olisi symmetrinen.)

Ajan suhteellisuutta kummatkaan tapaukset eivät mielestäni kuitenkaan aiheuta. Näkymät vääristyvät kyllä ( jos valo etenee lähteestä riippumatta nopeudella c ), kun niitä tarkastellaan kolmiulotteisesti, esim. signaalin lähtöpisteen suhteen, johtuen juuri havainnon aikaviiveistä lähtöpisteen ja osumakohdan välillä.

Esim. putki, joka olisi vedetty suorana peilien välille näyttäisi lähtöpisteestä tarkasteltuna vääristyneeltä, kun liikenopeus kasvaa.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Otetaanpa yksi selventävä esimerkki.

Ammutaan kohtisuoraan etenemissuntaa vastaan suunnatulla aseella etäällä olevan pallon keskipisteen läpi.

Jos pallo on paikoillaan suhteessa aseeseen, reikä syntyy pallon keskelle, suoraan keskilinjaa pitkin niin laserilla kuin luodillakin.

Jos pallo liikkuu suhteessa aseeseen osuma tulee pallon etenemissunnassa olevalle puolelle, kulkien vinosti keskipisteen läpi vastakkaiselle puolelle. Tässäkin käy samalla tavalla niin laserilla kuin luodillakin.

Jos ase liikkuu suhteessa palloon, tilanne mutkistuu. Luodilla tilanne on symmetrinen edelliseen tilanteeseen, mutta laserin kohdalla täytyy asettaa kysymysmerkki.

Jos laserpulssi kulkee suoraan lähtöpisteestä kohteeseen (eli lähteen liike ei vaikuta laserpulssin kulkuun), silloin osuma menee keskilinjaa pitkin samoin kuin lepotilassakin. Eli syntyy kokonaisuudessaan verrannollisesti epäsymmetrinen tilanne luodin ja laser-pulssin välillä, mikä periaatteessa on ihan mahdollista, koska valo ja materia saattavat käyttäytyä eri tavoin tässä tilanteessa. Valokello aikadilataation esimerkkinä on tällä perusteella pielessä ( onko muutakin, se täytyy tarkistaa erikseen ).

Jos laserpulssi kulkee vinottain pallon läpi (eli tarvitaan todellinen ennakko), silloin laser käyttäytyy samalla tavoin kuin luotikin, eli on käytettävä galilei-transformaatiota tapahtuman kuvauksessa. Eli suhteellisuusteoria on korvattava emitteriteorialla.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Suhteellisuusteoria lähtee siitä, että valon nopeus lähteen suhteen on vakio c, mutta suuntaan se ei ota mitään kantaa.

Nyt voidaan lähteä siitä järkevästä olettamuksesta, että se lasersäteen lähtösuunta noudattaa normaalia galilei-transformaatiota, eli säde lähtee nopeusvektorin c-v suuntaan.

Jos säteen etenemisnopeus on kuitenkin c, eikä arvoltaan vastaakaan c:n ja v:n yhteistä arvoa, niin valokello-esimerkissä käy niin, että nopeudella v etenevä lähde ehtii liikkua kauemmaksi kuin peilin kautta palaava lasersäde.

Vaihtoehtoisesti lähtevän säteen suuntakulma pitäisi olla suurempi kuin nopeusvektorin cv suunta osoittaa. Kummassakaan tapauksessa ei ole oikein mitään mieltä. Jokainen tajuaa, että peili ( varsinkin lähteen suhteen levossa oleva ) palauttaa sen säteen takaisin normaalisti. Jälkimmäinen vaihtoehto täyttää ko. vaateen, mutta se lähtökulman selittäminen käy ylivoimaiseksi. Ympärisäteilevästä lähteestähän joku fotoni osuu tässä lähtökulmassa tietenkin takasin, mutta se ei olekaan enää vertailukelpoinen tilanne, kun kyse on eri fotoneista.

Suhteellisuusteoria selittää tämän sillä, että liikkuvan aika on hidastunut jolloin tämän pitäisi tarkoittaa sitä, että nopeuden v pitäisi olla hidastunut, jotta säde nopeudella c ehtisi tavoittaa sen, palattuaan peilistä. Tässäkään ei tunnu olevan mitään mieltä, jos nopeus on pienempi ja taas sen perusteella lasketaan uusi lähtökulma, niin joudutaan päättymättömään kehäpäättelyyn. Havaittu nopeus voi tietysti olla pienempi kuin todellinen nopeus, mutta tällöin kyse on vain havaintovirheestä. Sitä paitsi havaintovirheen luonne riippuu siitä lähestyykö vai loittoneeko kohde vertailupisteestä. Todellinen nopeus v on näiden keskiarvo.

Ainahan voi tietysti kuvitella, että se lähde meneekin neljännen ulottuvuuden kautta, jolloin se tekeekin itse asiassa pidemmän matkan nopeudella v edeten. Jos nyt unohdettaisiin tämäkin mytologinen tulkinta.

Kysyä voi tietysti, kuka tuon v:n määrittelee, mutta mielestäni se on selkeä siinä mielessä että matkat ovat aina objektien lepotilamittojen monikertoja ja aika saadaan vertaamalla paikallisesti edestakaisin liikuvan objektin vakiomatkoja vakionopeudella. Näin ei nopeuden v suhteen pitäisi olla mitään epäilyksiä esim. informaatioviiveistä johtuen, eli eri nopeudet ovat keskenään suoraan verrannollisia.

Ainoa tapaus, joka täyttää tässä valokello tapauksessa sekä liikkeen suhteellisuuden että, järkevän ontologian on emitteriteoria. Tämäkin on kuitenkin vain karkea yleistävä malli. Todelliseen käyttäytymiseen vaikuttaa sitten ympäristö erilaisine kenttineen.

Se, että QED:ssa käytetään suhteellisuusteoriaa, joka yhdessä sen kanssa antaa tarkkoja arvoja, johtuu mielestäni siitä että alussa mainitsemani vuorovaikutustapahtumien ennakot täytyy joka tapauksessa huomioida. Nuo ennakot täytyy myös emitteriteoriassa huomioida samanlaisilla yhtälöillä kuin suhteellisuusteoriassa suhteellistetaan aika. Eli on olemassa suuri vaara väärinkäsitykselle tilanteiden tulkinnassa.

Kun hiukkasten välillä kvanttimekaniikassa huomioidaan emitteriteoria ja informaatioviipeet vuorovaikutustilanteissa, uskon että päädytään oikeaan lopputulokseen. Eikä enää tule ongelmia siinä, että aika supistuu yhtälöistä pois, kun näitä kahta teoriaa yhdistetään.

AnssiH
Seuraa 
Viestejä429
Liittynyt20.7.2005
David
Kaikkihan tuntevat valokellon periaatteen, jossa valo kulkee peilien välissä kahdessa eri koordinaatistossa.

Jos käytämme liikuvasta lähteestä kohtisuoraan peiliä kohti suunnattua laseria, niin miten siinä oikein käy kun laserpulssi lähtee liikkeelle.

Pulssihan pitäisi edetä avaruudessa nopeudella c lähteen nopeudesta - eli laserin liikkeestä - piittaamatta (ainakin suhtiksen mukaan). Tällöin siis levossa olevan havaitsijan suhteen laserpulssi pitäisi lähteä kohtisuoraan peiliä kohti eikä laserin mukana vinosti kuten valokello esimerkissä.

Kaikissa esimerkeissä valo kulkee kuitenkin viistosti lähteestä peiliin, kun asiaa tarkastellaan levossa olevan havaitsijan kannalta, eli esimerkissä huomioidaan pulssin liike kuin kyseessä olisi liikkeestä lähetetty massaobjekti ( eli käytetään galilei-transformaatiota ko. tilanteen kuvaamisessa ).

Mikäli käytetään ympärisäteilevää valolähdettä, silloin valo tietenkin etenee myös vinossa suunnassa, tällöin kyseessä ei ole kuitenkaan eri havaitsijoiden kannalta samat fotonit, jotka peilin tavoittavat ja siitä takaisin heijastuvat ( jos ei käytetä galileita ).

Tällainen ajatuskoe ei siis ainakaan tue ajan suhteellisuutta, melkeinpä päinvastoin.

Jos laserpulssit lähtevät kaikkien levossa tai liikkeessä olevien havaitsijoiden mielestä suoraan peiliin, niin sitten puhutaankin jo kohtuullisen kummallisesta asiasta.

Juu, suhtiksessakin lähtökulmat ovat erilaiset eri koordinaatistoista tarkasteltuna. Mietin samaa asia joskus aiemmin, ja käytännössä jos vaikkapa laserilla ampuu säteen liikkuvaan peiliin niin että se säde kimmahtaa takaisin ampujaan;

http://www.saunalahti.fi/~anshyy/Mirrors_1_A.avi

...niin peilin kannalta tilanne näyttää huomattavan galileilta:

http://www.saunalahti.fi/~anshyy/Mirrors_1_B_Take2.avi

Erona galileista suhtikseen on se, että kun peilin frameen merkittynä valo tietenkin etenee pidemmän matkan kuin ampujan frameen merkittynä, niin sen sijaan että väitettäisiin valon nopeuden muuttuvan eri frameissa, väitetään että säde vietti matkalla eri määrän aikaa eri frameissa, josta päädytään suoraan samanaikaisuuden suhteellisuuteen.

Niin, ja jos tuohon välille virittää peiliin kiinni putken, niin tuosta kulman muutoksen ja valon nopeuden vakioisuuden yhteisvaikutuksesta, se valonsäde menisi juuri naftisti sitä putkea pitkin jälkimmäisessäkin videossa.

Eli tässä olisi myös periaatteessa mahdollisuus suorittaa koe suhtiksen ja (puhtaan) emitteriteorian välillä niin että ammutaan tyhjiössä laserilla suorassa kulmassa vinhasti liikkuvaan/pyörivään peiliin niin että peilin pintaan osuessaan valonsäteen pitäisi saada emitteriteorian mukaan liikettä sivusuuntaan, jonka pitäisi olla mitattavissa (tosin aberraatio huomioon ottaen vähemmän kuin äkkiseltään kuvittelisi; peilin pinnan kannaltahan sen valonsäteen täytyy saapua etuviistosta galileissakin). Itse asiassa se säde kannattaisi johtaa matkallakin pyörivien lasilevyjen läpi,tai miksei samantien suorittaa koko koetta pyörivän kappaleen lävitse.

En tiedä tosin onko koe ihan toteutettavissa, mutta äkkiseltään kuvittelisin että olisi. Joka tapauksessa, kvantti-ilmiöt huomioon ottaen, on mielestäni puhdasta emitteriteoriaa todennäköisempää että valon nopeudet ja reitit toteutuvat ympäröivän materian sanelemana, tavalla tai toisella. Jolloin on mahdollista että tässäkin kokeessa se valonsäde havaitaan lähteneen liikkuvasta peilistä kohtisuoraan labraframessa.

Jotenkin näin.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
AnssiH
Erona galileista suhtikseen on se, että kun peilin frameen merkittynä valo tietenkin etenee pidemmän matkan kuin ampujan frameen merkittynä, niin sen sijaan että väitettäisiin valon nopeuden muuttuvan eri frameissa, väitetään että säde vietti matkalla eri määrän aikaa eri frameissa, josta päädytään suoraan samanaikaisuuden suhteellisuuteen.

Kylläpä kyllä, ongelmana on vain se ettei se valonsäde vakionopeudella ehdi saavuttamaan sitä lähetin/vastaanotin paria, juuri siksi että se viipyisi siinä framessa liian pitkään sillä nopeudella. Eikä niitä nopeuksia voi ruveta kesken kaiken muuttelemaan (kun lähteen nopeus pidetään vakiona koko tapahtuman ajan).

Jos se säde nimittäin lähtee c:n ja v:n resultantin suuntaan nopeudella c, mikä periaatteessa on ihan mahdollista, niin se penteleen lähetin ehtii nopeudella v kauemmaksi kuin se peilistä tuleva suunnattu valonsäde nopeudella c kiertotietä - ohi menee. Jotta kohtaaminen voisi tapahtua, niin nopeuden on oltava c lähteen suhteen, jolloin säteen resultanttivektori on v:n ja c:n resultantti ja suuntakulma sen mukainen. Tai sitten tarkastellaan eri fotoneja, tosin tällöin ei enää ole kyseessä yhdensuuntainen sädekimppu, kuten laserissa ja vertaillaan eri asioita keskenään.

Muuten käy niin, että toisen frameen mukaan osuu ja toisen ei. Ja koko ongelma tulee siitä kuulusta MM-kokeen tulkinnasta, joka ei eetteriä löytänyt. Ei löytänyt, mutta ei se tähän vertailuun mitään vaikuta. Tässä käsitellään koko ajan vain puhtaasti suhteellisia liikkeitä, ei mitään absoluuttista eetteriversiota, jossa valo etenisi nopeudella c ( jota suhteellisuusteoria kuitenkin tavallaan edustaa kiinteällä aika-avaruusnäkemyksellään ).

Mitä tulee tulee tuohon säteen kohtaamiseen suhteellisesti paikallaan tai liikkeessä olevaan peiliin, se on mielenkiintoinen kysymys. Heijastuuko se säde aina samalla tavalla, vai tuleeko kulmaan poikkeus keskinäisen nopeuseron seurauksena.

Katsopa tämä
http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0608/0608223.pdf

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Valokello esimerkki, jossa valo poukkoilee pelkästään kahden peilin välillä, lähentelee huijausta. Siitä ei käy selvästi ilmi edellä esittämäni seikat, koska siinä ei oteta mitään kantaa sen valon lähtö- ja loppupisteen suhteen.

Valokellossa valo kyllä menee peilistä toiseen, mutta sitä peilauspistettä ei ole kiinnitetty. Jos se valo liikkuu kaikista frameissa tarkastellen nopeudella c, niin silloin se paluupiste siirtyisi peileissä taaksepäin suhteessa edelliseen kohtaan samalla peilillä. Tai sitten kyseessä on eri fotonit, jotka heijastuvat ko. pisteestä.

Miten tuollainen esimerkki voidaan ottaa kuvaamaan suhteellisuusteoreettiaa. Oli suhteellisuusteoria totta tai ei, niin tuo malli on kyllä hyvin kyseenalainen ja puolustaa ennemmin emitteriteoriaa kuin suhteellisuusteoriaa.

o_turunen
Seuraa 
Viestejä10604
Liittynyt16.3.2005

Suosittelen tutustumista laserien teoriaan. Pallopeileillä varustetussa resonaattorissa
on aina fotoneita, jotka palaavat lähtöpisteeseensä, vaikka laserputki
liikkuisi poikittain säteeseen nähden.

Koherenttisuus, monokromaattisuus ja fotonien kulkusuuntien yhdensuuntaisuus
ei ole laserin ominaisuus. Itse asiassa sellaista laseria ei ole olemassakaan,
jossa kaikilla fotoneilla olisi sama energia, ja ne liikkuisivat keskenään
samaan suuntaan. Tämä on aivan perustavaa laatua oleva ominaisuus
laserien teoriassa.

Fotoneilla on keskimäräinen taajuus, jonka ympärillä on isompi- ja
pienempitaajuisia fotoneita, ja fotonit poikkeavat etenemissuunnaltaan
enemmän tai vähemmän resonaattorin ajatellulta keskiakselilta. Onpa
olemassa lasereita, kuten esimerkiksi typpi- ja vetylaserit, joissa ei ole
resonaattoria ollenkaan, ja säteen leveys on kymmeniä asteita.

Laserkellossa määritellään sekunti keskitaajuuden käänteisarvona, aivankuten
kideoskillaattorilla tai Cesium-putkella varustetuissa kelloissa, joissa on kohinaa aivan
kuten laserkelloissa, eli taajus vaihtelee lämpökohinan vuoksi.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi.
Korant: Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
o_turunen
Suosittelen tutustumista laserien teoriaan. Pallopeileillä varustetussa resonaattorissa
on aina fotoneita, jotka palaavat lähtöpisteeseensä, vaikka laserputki
liikkuisi poikittain säteeseen nähden.

Siis eihän tässä asiassa ole kyse mistään laserin toimintaperiaatteesta vaan esim. tässä dokumentissa esitetystä mallista, jossa valo etenee peilien välissä. yrttis.pyhajoki.fi/lukio/projektit/cern2004/modernifysiikka.doc

Eli siis teoreettisesta tarkastelusta, jossa yritetään osoittaa ajan suhteellisuus peileistä kimpoilevan valon perusteella. Ongelma on vain se, että esitys ei kestä kriittistä tarkastelua ja sen perusteella tehtävät johtopäätökset viittaavat pikemminkin emitteriteoriaan kuin suhteellisuusteoriaan.

Laser toimii varmasti kummallakin perusteoreemalla, ainakin periaatteessa, koska se säde muodostuu joka tapauksessa täysin riippumatta siitä kumpaa tulkintaa käytetään.

o_turunen
Seuraa 
Viestejä10604
Liittynyt16.3.2005

Minä en tajua, mitä sinä et tajua. Minusta asia on aivan yksinkertainen.

1) On aivan selvää, että esimerkiksi HeNe-laser toimii, vaikka sitä
siirrettäisiinkin poikittaissuunnassa resonaattoriin nähden. Ainakaan minun
laserini ei sammu.

2) Laserin fotonit eivät ole taajuudeltaan monokromaattisia. Tämä johtuu
lämpökohinan aiheuttamasta doppler-ilmiöstä, joka levittää spektriviivaa.
Laserin taajuutta voidaan "vetää" sivuun siitä, mikä on laseroivan
materiaalin ominaistaajuus.

3) Jos laseria siirretään poikittain resonaattoriin nähden, niin keskimääräinen
fotonin kulkema matka on pitempi kuin paikallaan olevassa laserissa, sillä
fotonit kulkevat tällöin sik-sak-tietä.

4) Jos valon nopeus on vakio, niin aika, joka fotonilta kuluu kulkiessaan
peilien välillä edestakaisin on suurempi liikkuvassa systeemissä kuin
paikallaan olevassa. Tämä merkitsee sitä, että liikkuvan laserin
taajuus on pienempi kuin paikallaan olevan. Laser toimii edelleen, sillä
spektriviivalla on tuo doppler-ilmiöstä johtuva leveys.

5) Jos sekunti määritellään keskimääräisen taajuuden käänteisarvona,
niin liikkuvalla ja paikallaanolevalla laserilla on taajuusero, ja kelloilla eri
käyntinopeus.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi.
Korant: Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
o_turunen
Minä en tajua, mitä sinä et tajua. Minusta asia on aivan yksinkertainen.

Minä taas en tajua miten itse laserin toiminta liittyy edellä esittämääni asiaan. Siellä resonaattorissa muodostetaan ne samantaajuiset ja -vaiheiset fotonit joka tapauksessa. Tuskin se laser nyt niin herkkä laite on, että ne marginaaliset erot, jotka emitteriteorian ja suhteellisuusteorian välillä tässä asiassa ovat merkitsisivät yhtään mitään sen laserin toiminnan kannalta.

Laser toimii varmasti vaikka fotoni liikkuisi vakionopeudella c tai lähteen suhteen nopeudella c, en epäile sitä hetkeäkään. Varmemmin se mielestäni toimii emitteriteorian pohjalta, kuin suhteellisuusteoreettisesti koska ns. turhat viiveet jäävät pois.

Ethän nyt vain sotke eetteriteoriaa ja emitteriteoriaa toisiinsa, vaikuttaa vähän siltä.

AnssiH
Seuraa 
Viestejä429
Liittynyt20.7.2005
David
AnssiH
Erona galileista suhtikseen on se, että kun peilin frameen merkittynä valo tietenkin etenee pidemmän matkan kuin ampujan frameen merkittynä, niin sen sijaan että väitettäisiin valon nopeuden muuttuvan eri frameissa, väitetään että säde vietti matkalla eri määrän aikaa eri frameissa, josta päädytään suoraan samanaikaisuuden suhteellisuuteen.



Kylläpä kyllä, ongelmana on vain se ettei se valonsäde vakionopeudella ehdi saavuttamaan sitä lähetin/vastaanotin paria, juuri siksi että se viipyisi siinä framessa liian pitkään sillä nopeudella. Eikä niitä nopeuksia voi ruveta kesken kaiken muuttelemaan (kun lähteen nopeus pidetään vakiona koko tapahtuman ajan).

Jos se säde nimittäin lähtee c:n ja v:n resultantin suuntaan nopeudella c, mikä periaatteessa on ihan mahdollista, niin se penteleen lähetin ehtii nopeudella v kauemmaksi kuin se peilistä tuleva suunnattu valonsäde nopeudella c kiertotietä - ohi menee.




Niin se on totta ja sitä juuri ihmettelin silloin joskus jossain threadissa.

Suhtiksen mielestä se kulma ei ole c:n ja v:n resultantin suunta, vaan itse asiassa juuri sellainen suunta jossa valonsäde lopulta osuu takaisin lähettimeen... En muista kaavoja, eikä ne varmaan kellekään edes mitään todista, mutta toista päättelykautta päästään samaan tulokseen kun muistetaan että Lorentz-transformaatiossa on kyse pelkästä skaalauksesta, eli vaikka paikkojen väliset etäisyydet framesta toiseen muuttuvatkin, ovat asioiden väliset yhteydet aina samanlaiset. Eli jos kumpaan tahansa frameen kuvitellaan kaikenlaisia linssejä lojumaan niin että se valonsäde taittuu niiden läpi, niin ne linssit löytyvät valonsäteen reitiltä minkälaisen skaalauksen tahansa jälkeen edelleen.

Niin, ja tottakai tähän tilanteeseen vaikuttaa myös pituuskontraktio, jos nyt sen turvin halutaan tilannetta käsitellä pelkän samanaikaisuuden suhteellisuuden sijaan... Tahtoo siis sanoa että peilin framessa lähetin/vastaanotin kulkee lyhyemman matkan valon ollessa matkalla kuin omassa framessaan.

No, kun kaikki on sanottu ja tehty, niin se lähtökulma määräytyy suhtiksen mielestä juuri siihen mihin se aika-avaruuden Lorentz-skaalauksen jälkeen tulee, ihan sama sinänsä miten kukin sen haluaa laskea.

Jotta kohtaaminen voisi tapahtua, niin nopeuden on oltava c lähteen suhteen, jolloin säteen resultanttivektori on v:n ja c:n resultantti ja suuntakulma sen mukainen. Tai sitten tarkastellaan eri fotoneja, tosin tällöin ei enää ole kyseessä yhdensuuntainen sädekimppu, kuten laserissa ja vertaillaan eri asioita keskenään.



Niin samoista fotoneista sitä on pakko puhua, semminkin kun siellä voi olla niitä linssejä matkalla rekisteröimässä mistä fotoneista puhutaan, ja homman pitää aina toimia.

Mitä tulee tulee tuohon säteen kohtaamiseen suhteellisesti paikallaan tai liikkeessä olevaan peiliin, se on mielenkiintoinen kysymys. Heijastuuko se säde aina samalla tavalla, vai tuleeko kulmaan poikkeus keskinäisen nopeuseron seurauksena.



Tulee kulmaan poikkeus juu. Tässäkin suhteessa suhtis ja emitteriteoria ovat hyvin samankaltaiset. Suhtis vain väittää että valonsäde on lähtenyt liikkeelle eri aikana eri frameista katsottuna, sillä tavalla että valon nopeudeksi toteutuu sitten aina se C. Emitteriteoriassa muuten sama mutta sanotaan että säde on lähtenyt liikkeelle samalla hetkellä joka framesta katsottuna, mutta kulkenut eri nopeudella eri framejen suhteen.

On helppo kuvitella erilaisia heijastuskulmaan liittyviä kokeita joissa valonsäteiden katsotaan liikkuvan nopeudella C labraframessa, ja vaikkapa kulkevan tiettyjä reittejä labran ja liikkuvan havaitsijan läpi. Lorentz-skaalauksen jälkeen se valonsäde kulkee samoja reittejä mutta löytyy paikoista eri hetkillä, ja samaten paikkojen väliset etäisyydet ovat erilaisia. Tavallaan on aika selvääkin, että toki valon nopeudeksi saadaan matemaattisesti aina tasan C jos kerran voidaan muuttaa vapaasti paikkojen välisiä etäisyyksiä, avaruudellisia ja ajallisia sellaisia...

Aberraation vaikutus on siis helppo kuvitella esimerkiksi jos kuvittelisit olevasi putken pohjalla, ja havaitsevasi putkeen sisälle lentäviä valonsäteitä. Ne valonsäteet jotka putken pohjalle osuvat, tulevat omassa framessasi kohtisuoraan ylhäältä, mutta labraframessa ne tietysti liikkuvat hieman sivuttain osuakseen putken pohjalle. Näin on pakko olla, ja jos siellä putken pohjalla on peili, niin kyllä ne valonsäteet silloin siitäkin heijastuvat sen mukaisesti millä kulmalla ne näyttävät saapuvan paikalle missäkin framessa, muutenhan peilistä katsottuna objektit näkyisivät ihan kummallisissa paikoissa.

Toisin sanoen, jos labraframessa valo osuu peiliin suorassa kulmassa, peili todellakin näkee valon saapuvan etuviistosta eikä kohtisuoraan, ja sen mukaisesti se myös heijastuu.

Pitää lukaista kun kerkee...

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
AnssiH

Suhtiksen mielestä se kulma ei ole c:n ja v:n resultantin suunta, vaan itse asiassa juuri sellainen suunta jossa valonsäde lopulta osuu takaisin lähettimeen...

Kummalllista, miten se sitten ylipäätään voisi mennä suoraan siinä lepokoordinaatistossakaan, siksi en tuota vaihtoehtoa voinut ottaa oikein vakavasti .

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
David
AnssiH

Suhtiksen mielestä se kulma ei ole c:n ja v:n resultantin suunta, vaan itse asiassa juuri sellainen suunta jossa valonsäde lopulta osuu takaisin lähettimeen...



Kummalllista, miten se sitten ylipäätään voisi mennä suoraan siinä lepokoordinaatistossakaan, siksi en tuota vaihtoehtoa voinut ottaa oikein vakavasti .

Mitenkäs tuo kulma oikeastaan suhtiksessa määräytyy. Nimittäin sen levossa olevan havaitsijan näkökulmasta se loittoneva lähde näyttää hidastuneen informaatioviipeen seurauksena, vastaavasti myös se resultantin suuntaan etenevä säde näyttää hidastuneen samassa suhteessa. Eli sen säteen eteneminen ilmeisesti havaitaan vain nopeudella c tapahtuvaksi, vaikka se todellisuudessa etenisi resultanttivektorin suunnassa ja nopeudella.

Tämä siis loitontumistilanteessa, lähestymistapauksessa päinvastoin.
Paitsi, etä suhteellisuusteoriassa ei missän vaiheessa suostuta käsittelemään tuota lähestymisnäkökulmaa, vaan vaihdetaan lepokoordinaatisto toisinpäin.

Nousee vain mieleen se, että onko se todellinen tapahtuma ja havainto nyt jotenkin sotkettu keskenään. Eli emitteriteoria ja suhteellisuusteoria ovat periaatteessa sama asia muuten, mutta suhteellisuusteoreettiset johtopäätökset olisivat hätiköityjä.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat