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Physik » Relativitätstheorie » Überlichtgeschwindigkeit in Caesium
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Kein bestimmter Bereich Überlichtgeschwindigkeit in Caesium
Lordfelice
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  Themenstart: 2012-03-31

Hallo, ich beschäftige mich seit einigen Tagen mit Überlichtgeschwindigkeit in Caesium. Wenn man einen Lichtstrahl durch ein Caesiumgas schickt, kann ja die Gruppengeschwindigkeit des Lichtstrahls die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum überschreiten. Ich las, dass die Gruppengeschwindigkeit ein spezieller Mittelwert der einzelnen Photonen im Lichtstrahl ist und diese Gruppengeschwindigkeit c überschreiten kann. Aber kein einzelnes Photon dies tut. Folgenden Artikel hab ich z.B: gelesen web.archive.org/web/20080522201706/http://www.wissenschaftwissen.de/Physik2.html "Um im Vakuum sechs Zentimeter zurückzulegen, wäre das Maximum 0,2 Nanosekunden unterwegs, schickten sie den Lichtpuls aber durch das Cäsiumgas, trat es 62 Nanosekunden früher aus der Kammer aus. 62 Nanosekunden früher als nach 0,2 Nanosekunden - das bedeutete, die Information verließ die Kammer, bevor sie überhaupt hineingegangen war. Ihre Geschwindigkeit wäre das 310-fache der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum gewesen." Wieso ist das jetzt keine Umkehr der Kausalität? Weiter oben im Artikel steht folgende Antwort: "(...)dass die Überlichtgeschwindigkeit "keinen Widerspruch zur Kausalität darstellt, da sie eine direkte Konsequenz der klassischen Interferenz der verschiedenen Frequenz-komponenten in einer Region mit anormaler Dispersion ist"(...)" Kann mir jemand das bitte genauer erklären? Grüße Felix


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cryptonize
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  Beitrag No.1, eingetragen 2012-03-31

Hi;) Habe das grade mal angefangen zu lesen: Ich verstehe folgendes Beipiel nicht: "Schallplatten in ihre Hülle zurückgleiten, bewegen sich die Schnittpunkte des Plattenrandes mit der Kartonhülle immer schneller aufeinander zu - zum Schluss sogar mit Überlicht-geschwindigkeit." Wie muss ich mir das vorstellen?


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Gockel
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  Beitrag No.2, eingetragen 2012-03-31

@cryptonize: Das ist nur Zahlenspielerei, keine echte Überlichtgeschwindigkeit. Der Geschwindigkeitswert für dieses Beispiel ist tatsächlich eine Funktion mit Polstelle und genau diese Polstelle wird da beschrieben. Du kannst es ja einmal nachrechnen, das sollte einfach machbar sein. Tatsache ist, dass diese Schnittpunkte nur mathematische Objekte sind, da bewegt sich nichts Reales. Es gibt kein einziges Teilchen, das mit diesen Schnittpunkten mitwandert, also bewegt sich da auch nichts Reales mit Überlichtgeschwindigkeit. mfg Gockel. [ Nachricht wurde editiert von Gockel am 01.04.2012 00:42:54 ]


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Ex_Senior
  Beitrag No.3, eingetragen 2012-04-01

Hallo Die Phasengeschwindigkeit darf c überschreiten, aber damit breiten sich nur die Wellenberge aus, keine Informationen und Quanten. mfgMrBean


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Lordfelice
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  Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2012-04-01

Sind nicht die wellenberge die Informationen? und das klärt immer noch nicht die kausalitatsfrage, weil ja der lichtstrahl im Experiment früher rauskommt als er überhaupt rein gekommen ist? Gruß Felix


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PhilippWehrli
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  Beitrag No.5, eingetragen 2012-04-01

Der Effekt funktioniert nur, weil die Intensität der Strahlung stark abnimmt. Man schneidet einfach den hinteren Teil des Wellenpakets ab. Deshalb ist das Maximum danach weiter vorne. Hilfreich ist vielleicht die Skizze auf meiner Homepage unter 2.5. Superluminares Tunneln: homepage.hispeed.ch/philipp.wehrli/Physik/Relativitatstheorie/Uberlichtgeschwindigkeit/uberlichtgeschwindigkeit.html#2.5.SuperluminaresTunneln Der Effekt ist seit langem bekannt. Ich glaube nicht, dass da Überraschungen auftauchen.


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DrStupid
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  Beitrag No.6, eingetragen 2012-04-01

\quoteon(2012-03-31 23:46 - Gockel in Beitrag No. 2) Das ist nur Zahlenspielerei, keine echte Überlichtgeschwindigkeit. \quoteoff Geschwindigkeit ist definiert als Ortsableitung bezüglich der Zeit. Da gibt es keinerlei Einschränkungen bezüglich des Ortes. Es spricht nichts dagegen, den Ort durch den Schnittpunkt von Schallplattenrille und Cover zu definieren. Ich sehe hier keine objektive Grundlage für eine Unterscheidung von echten und unechten Geschwindigkeiten. \quoteon(2012-03-31 23:46 - Gockel in Beitrag No. 2) Tatsache ist, dass diese Schnittpunkte nur mathematische Objekte sind, da bewegt sich nichts Reales. \quoteoff Der Schnittpunkt ist unabhängig und reproduzierbar experimentell beobachtbar. Also ist er real. \quoteon(2012-03-31 23:46 - Gockel in Beitrag No. 2) Es gibt kein einziges Teilchen, das mit diesen Schnittpunkten mitwandert \quoteoff Das ist genauso richtig wie unerheblich.


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cryptonize
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  Beitrag No.7, eingetragen 2012-04-02

Bildbeschreibung Zum Zeitpunkt Null ist die Schallplatte bereits zur Hälfte in der Hülle. Dann wird sie losgelassen. Die Schallplatte fällt mit der Geschwindigkeit: v(t)=a*t und legt die Strecke h(t)=1/2*g*t^2 Dann gilt: h^2+x^2=r^2 <=> x=sqrt(r^2-1/4*g^2*t^4) Dann ist die Strecke, die der linke Schnittpunkt zurücklegt gegeben durch: s_p(t)=r-x=r-sqrt(r^2-1/4*g^2*t^4) differenzieren liefert die Geschwindigkeit: v_p(t)=(g^2*t^3)/(2*sqrt(r^2-1/4*g^2*t^4)) Der Nenner hat eine Nullstelle bei: t=sqrt(2r/g) dies ist eine Polstelle zur Zeit wenn die scheibe komplett in der Hülle verschwindet. \(h(sqrt(2r/g))=r) Also müsste die Geschwindigkeit \(wenn man nur einen Punkt betrachtet) dieses Punktes zum Zeitpunkt \(Verschwinden der Schallplatte in der Hülle) unendlich groß. Habe ich die Rechnung richtig gemacht? [ Nachricht wurde editiert von fed am 02.04.2012 15:38:56 ]


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Dixon
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  Beitrag No.8, eingetragen 2012-04-03

\quoteon(2012-04-02 01:01 - cryptonize in Beitrag No. 7) Habe ich die Rechnung richtig gemacht? \quoteoff   Ja; eine Stelle ist bei genauer Betrachtung falsch: die Ableitung liefert eine negative Geschwindigkeit. Das liegt an der Definition der Richtungen von x und s. Der Betrag, und um den gehts hier, ist aber richtig.   Grüße Dixon


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davidhigh
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  Beitrag No.9, eingetragen 2012-04-04

Hallo, ein weiteres Beispiel in der Art ist wenn man einen Laserstrahl auf den Mond richtet und hier mit einer großen Winkelgeschwindigkeit \omega dreht. Die Geschwindigkeit des Punktes auf dem Mond ist dann ungefähr \v= \omega *r = \omega * 380000 km . Wenn man dann für \omega hundert Hertz wählt, erhält man für den Laserpunkt mehr als die hundertfache Lichtgeschwindigkeit. Informationen kann man damit aber nicht übertragen, weil sich eine Änderung des Laserstrahls nur mit c ausbreitet. Wenn ich also hier auf der Erde irgendwie am Laser drehe, mit dem Ziel Informationen zu übertragen, dauert es auf jeden Fall t=r/c \approx 1 s bis die Änderung ankommt. Gruß, David [ Nachricht wurde editiert von davidhigh am 04.04.2012 12:45:17 ]


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