Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
daddycool
Artikelen: 0

Re: Experimenteel bewijs relativistische tijddilatie

Dat komt omdat jij je weigert te verdiepen in de materie en telkens als je daar tegen aanloopt het gooit op "we hebben een andere mening". Dit is mijn inziens geen wenselijke houding aangezien je vervolgens wel andere mensen dingen gaat "uitleggen". Die neiging tot uitleggen is ook de enige reden dat ik nog steeds een poging doe om je iets bij te brengen (om de schade bij anderen te berperken :) ), dus wees nu even precies: Wat snap je niet aan hetgeen dat ik net heb uitgelegd?


2 personen met een klok, staan op afstand 2x van elkaar.

Een derde persoon staat op afstand 2x van beide andere personen (gelijkzijdige driehoek). De derde persoon geeft een lichtsignaal, en op het moment dat de eerste 2 personen dit zien gaan ze met snelheid v naar elkaar toe. In het midden ontmoeten ze elkaar. Wat zien ze op elkaars horloge?
Gebruikersavatar
DePurpereWolf
Artikelen: 0
Berichten: 9.240
Lid geworden op: wo 12 mar 2003, 19:44

Re: Experimenteel bewijs relativistische tijddilatie

de zelfde tijd lijkt mij :
EvilBro
Artikelen: 0
Berichten: 7.081
Lid geworden op: vr 30 dec 2005, 09:45

Re: Experimenteel bewijs relativistische tijddilatie

2 personen met een klok, staan op afstand 2x van elkaar.
2x volgens wie? Ik ga er even vanuit dat deze personen stilstaan ten opzichte van elkaar en dat ze het dus eens zijn over de afstand tussen hun beide.
Een derde persoon staat op afstand 2x van beide andere personen (gelijkzijdige driehoek).
Ik ga er weer vanuit dat deze persoon stilstaat (en zich dus in hetzelfde inertiaalstelsel bevindt als de twee andere personen). Hierdoor is iedereen het eens over de afstanden.
De derde persoon geeft een lichtsignaal, en op het moment dat de eerste 2 personen dit zien gaan ze met snelheid v naar elkaar toe.
Wat bedoel je met snelheid v? Heeft de ene een snelheid +v in het oorspronkelijke inertiaalstelsel en de ander -v? Of bedoel je dat de een de ander met een snelheid v op zich af ziet komen?

Ik ga even uit van dit eerste (dus +v en -v).
In het midden ontmoeten ze elkaar. Wat zien ze op elkaars horloge?
Ze zien dezelfde tijd. Dit kun je op basis van symmetrie al meteen concluderen. Je kan het ook berekenen:

Ik ga er vanuit dat de personen hun horloges gesynchroniseerd hebben toen ze stilstonden. Op t=0 zend persoon 3 zijn signaal uit. Dit signaal bereikt de eerste twee personen dan op:
\(t_{\mbox{\small \start}} = \frac{2 x}{c}\)
Stel nu dat in het inertiaalstelsel van persoon 3 het \(\Delta t\) duurt voordat de twee personen bij elkaar zijn. Let op! Dit is dus niet het tijdsverschil dat persoon 3 ziet. Dit is het tijdsverschil tussen een klok op het beginpunt van de beweging en een klok op het eindpunt van de beweging, waarbij de klokken gesynchroniseerd zijn en ze zich in hetzelfde inertiaalstelsel bevinden.

Het tijdsverschil dat de persoon meet die naar rechts gaat is:
\(\Delta t' = \gamma ( \Delta t - \frac{v \Delta x}{c^2})\)
Het tijdsverschil dat de persoon meet die naar links gaat is:
\(\Delta t'' = \gamma ( \Delta t - \frac{(-v) (-\Delta x)}{c^2}) = \gamma ( \Delta t - \frac{v \Delta x}{c^2})\)
Het verschil in tijd is dus hetzelfde (ofwel de klokken geven hetzelfde aan).
daddycool
Artikelen: 0

Re: Experimenteel bewijs relativistische tijddilatie

EvilBro schreef:Wat bedoel je met snelheid v? Heeft de ene een snelheid +v in het oorspronkelijke inertiaalstelsel en de ander -v? Of bedoel je dat de een de ander met een snelheid v op zich af ziet komen?

Ik ga even uit van dit eerste (dus +v en -v).
Ofwel de eerste persoon staat stil en ziet de tweede persoon met een zekere significante snelheid naar zich toekomen, ofwel de tweede persoon staat stil en ziet de eerste persoon met zekere significante snelheid naar zich toekomen. Je mag beide als uitgangspunt nemen, het is een identieke situatie.
Het tijdsverschil dat de persoon meet die naar rechts gaat is:
\(\Delta t' = \gamma ( \Delta t - \frac{v \Delta x}{c^2})\)
Dus de persoon die naar rechts gaat en er vanuit gaat dat hij stilstaat ziet het andere horloge achterlopen t.o.v. zijn horloge.
Het tijdsverschil dat de persoon meet die naar links gaat is:
\(\Delta t'' = \gamma ( \Delta t - \frac{(-v) (-\Delta x)}{c^2}) = \gamma ( \Delta t - \frac{v \Delta x}{c^2})\)
Dus de persoon die naar links gaat n er vanuit gaat dat hij stilstaat ziet het andere horloge achterlopen t.o.v. zijn horloge.
Het verschil in tijd is dus hetzelfde (ofwel de klokken geven hetzelfde aan).
Niet vanuits ieder perspectief. Want het verschil dat jij correct berekent is het verschil dat ze waarnemen t.o.v. hun eigen horloge.
Gebruikersavatar
DePurpereWolf
Artikelen: 0
Berichten: 9.240
Lid geworden op: wo 12 mar 2003, 19:44

Re: Experimenteel bewijs relativistische tijddilatie

Je maakt het jezelf wel heel moeilijk zeg, welke klok heb je het over? De delta t is altijd ten opzichte van de waarnemer. De horloges van de bewegende mensen loopt sneller dan die van de stilstaande waarnemer, maakt niet uit welke kant ze inlopen, er is niet zoiets als een negatieve snelheid.
EvilBro
Artikelen: 0
Berichten: 7.081
Lid geworden op: vr 30 dec 2005, 09:45

Re: Experimenteel bewijs relativistische tijddilatie

Je mag beide als uitgangspunt nemen, het is een identieke situatie.
Ja, maar je legt nu dus nog steeds niet vast wat je met "met snelheid v op elkaar afkomen bedoelt". Ik blijf er even vanuit gaan dat je bedoelt dat beiden met dezelfde snelheid in het inertiaalstelsel van de derde persoon op elkaar afkomen.
Dus de persoon die naar rechts gaat en er vanuit gaat dat hij stilstaat ziet het andere horloge achterlopen t.o.v. zijn horloge.
Nee.

Even tussendoor: Ik ga ervan uit dat je snapt dat 'zien' in dit geval niet 'zien' is. De bewegende klok vergelijkt zijn tijd met die van een klok die op zijn locatie aanwezig is maar een kopie is van de klok van de persoon in het andere stelsel. Als dit niet duidelijk is, zeg dat dan onmiddelijk, want anders is er een kleine kans dat je dit ooit gaat begrijpen.
Dus de persoon die naar links gaat n er vanuit gaat dat hij stilstaat ziet het andere horloge achterlopen t.o.v. zijn horloge.
Nee.

Nog een keer uitvoerig:

We introduceren de volgende notaties:

A,B,C : Gebeurtenissen A, B en C.

1,2,3 : Personen 1, 2 en 3.
\(x_{\Xi}\)
: de positie die persoon i toekent aan gebeurtenis X.
\(t_{\Xi}\)
: de tijd die persoon i toekent aan gebeurtenis X.
\(\Delta x_{XYi}\)
: de afstand die persoon i meet tussen de gebeurtenissen X en Y.
\(\Delta t_{XYi}\)
: de tijd die persoon i meet tussen de gebeurtenissen X en Y.
\(L_{ij}\)
: de afstand die persoon j rechts van persoon i zit in het stelsel van persoon i (
\(L_{ii}\)
is natuurlijk 0).
\(v_{ij}\)
: de snelheid waarmee persoon i de persoon j naar rechts ziet bewegen (
\(v_{ii}\)
is natuurlijk 0).

Alle bepalingen die gedaan worden worden gedaan aan de hand van locale klokken. Als de gebeurtenis dus op een andere plek gebeurt dan waar de waarnemer in dat systeem zit dan wordt de klok gebruikt die synchroon loopt met de klok van de waarnemer maar wel op die plek aanwezig is. Dit voorkomt dat je rekening moet houden met dat het licht van een gebeurtenis eerst nog bij de waarnemer moet komen.

De bewegingen en gebeurtenissen bevinden zich in deze uitleg allemaal op een lijn. Er zijn drie personen. De eerste persoon bevindt zich tussen de twee andere personen. Hij heeft de lijn geprepareerd door er (in zijn stelsel) drie markeringspunten op aan te brengen. Deze punten bevinden zich op x=-L, x=0 en x=L. Persoon 1 neemt de volgende drie gebeurtenissen waar:

Gebeurtenis A:
\(t_{A1} = 0\)
,
\(x_{A1} = -L\)
Dit is de gebeurtenis dat persoon 2 voorbij het meest linker markeringspunt komt met een snelheid
\(v_{12} = v\)
.

Gebeurtenis B:
\(t_{B1} = 0\)
,
\(x_{B1} = L\)
Dit is de gebeurtenis dat persoon 2 voorbij het meest linker markeringspunt komt met een snelheid
\(v_{13} = -v\)
.

Gebeurtenis C:
\(t_{C1} = \frac{L}{v}\)
,
\(x_{C1} = 0\)
Dit is de gebeurtenis dat de personen 1, 2 en 3 bij elkaar komen.

De eerste persoon heeft nu verder nog verder wat ideeen over die afstanden en tijdsverschillen tussen de diverse gebeurtenissen:
\(\Delta x_{AB1} = 2 L\)
,
\(\Delta t_{AB1} = 0\)
,
\(\Delta x_{BA1} = -2 L\)
,
\(\Delta t_{BA1} = 0\)
,
\(\Delta x_{AC1} = L\)
,
\(\Delta t_{AC1} = \frac{L}{v}\)
,
\(\Delta x_{BC1} = -L\)
en
\(\Delta t_{BC1} = \frac{L}{v}\)
Nu gaan we de tijd en plaats bekijken die persoon 2 aan deze drie gebeurtenissen toeschrijft. Persoon 2 zet zijn klok op 0 op het moment van gebeurtenis A, dus:
\(t_{A2} = 0\)
,
\(x_{A2} = 0\)
We kunnen nu op basis van de gegevens van persoon 1, de gegevens voor persoon 2 uitrekenen:
\(\Delta x_{AB2} = \gamma (\Delta x_{AB1} - v_{12} \Delta t_{AB1}) = \gamma (2 L - v 0) = \gamma 2 L\)
\(\Delta t_{AB2} = \gamma (\Delta t_{AB1} - \frac{v_{12} \Delta x_{AB1}}{c^2}) = \gamma (0 - \frac{v 2 L}{c^2}) = -\gamma \frac{2 L v}{c^2}\)
Hier is het dus meteen duidelijk dat persoon 1 en persoon 2 andere ideeen hebben over hoeveel tijd en ruimte er tussen beide gebeurtenissen zit. Persoon 1 denkt dat gebeurtenis A en B op hetzelfde moment in de tijd gebeuren. Persoon 2 denkt van niet. Hij denkt dat gebeurtenis B voor gebeurtenis A plaatsvindt in de tijd.

Persoon 2 zal als tijd en plaats vinden:
\(x_{B2} = x_{A2} + \Delta x_{AB2} = 0 + \gamma 2 L = \gamma 2 L\)
\(t_{B2} = t_{A2} + \Delta t_{AB2} = 0 + -\gamma \frac{2 L v}{c^2} = -\gamma \frac{2 L v}{c^2}\)
Voor gebeurtenis C geldt:
\(\Delta x_{AC2} = \gamma (\Delta x_{AC1} - v_{12} \Delta t_{AC1}) = \gamma (L - v \frac{L}{v}) = 0\)
\(\Delta t_{AC2} = \gamma (\Delta t_{AC1} - \frac{v_{12} \Delta x_{AC1}}{c^2}) = \gamma (\frac{L}{v} - \frac{v 2 L}{c^2})\)
*het lijkt erop dat ik een max te pakken heb of zo... ik ga verder in de volgende post*
Gebruikersavatar
kotje
Artikelen: 0
Berichten: 3.330
Lid geworden op: vr 28 apr 2006, 12:30

Re: Experimenteel bewijs relativistische tijddilatie

Evilbro schreef:
Dat komt omdat jij je weigert te verdiepen in de materie en telkens als je daar tegen aanloopt het gooit op "we hebben een andere mening". Dit is mijn inziens geen wenselijke houding aangezien je vervolgens wel andere mensen dingen gaat "uitleggen". Die neiging tot uitleggen is ook de enige reden dat ik nog steeds een poging doe om je iets bij te brengen (om de schade bij anderen te berperken  ), dus wees nu even precies: Wat snap je niet aan hetgeen dat ik net heb uitgelegd?


Het is juist soms hebben we een andere mening.Ik respecteert ieder zijn mening. Soms vind ik het niet nodig verder te discuteren, omdat de meningen te ver van elkaar af liggen. Dan als men er een beetje tijd laat over gaan lost het probleem zich soms van zelf op. Ik heb 35 jaar met zeker succes les gegeven dus ik weet wat betekent iets uit te leggen. Het is zeker niet gemakkelijk. Ik heb zeker nooit de bedoeling gehad iemand te beschadigen met mijn mening. Trouwens hoe kunt ge dit hier doen.

Ik heb niet kunnen deelnemen aan bovenstaande discussie.Ik was op een ander front bezig. Maar als ik een mening mag formuleren dan sluit ik mij voorlopig aan bij daddycool.

Ik kan er trouwens nog aan toevoegen dat het vele jaren geduurd heeft vooraleer ik meende iets van SRT te begrijpen.Ik heb trouwens al iets wiskundig gepubliceerd hierover.Als ge geinteresseerd zijt ik zoek het even op.
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?
Gebruikersavatar
DePurpereWolf
Artikelen: 0
Berichten: 9.240
Lid geworden op: wo 12 mar 2003, 19:44

Re: Experimenteel bewijs relativistische tijddilatie

Meningen zijn irrelevant in de natuurkunde, en liggen vaak in de weg van logische besluitvoering.

Ieder mag zijn mening hebben, maar dat komt ten vervalle bij het bespreken van de natuurkunde.

Ik denk dat Kotje toch goed moet kijken naar zijn bericht voordat hij op de verzend knop drukt, want vaak is het toch niet helemaal duidelijk wat wordt gezegt, een forum is ook iets anders dan een klaslokaal.

Nog steeds hulde voor Evilbro voor de inzet, maar soms is het beter te vragen wat de vraagsteller nu echt bedoelt dan om een lap formules en texten neer te zetten.
Gebruikersavatar
kotje
Artikelen: 0
Berichten: 3.330
Lid geworden op: vr 28 apr 2006, 12:30

Re: Experimenteel bewijs relativistische tijddilatie

Druk hier.
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?
EvilBro
Artikelen: 0
Berichten: 7.081
Lid geworden op: vr 30 dec 2005, 09:45

Re: Experimenteel bewijs relativistische tijddilatie

Voor gebeurtenis C vanuit het perspectief van persoon 2 vinden we dus:
\(x_{C2} = x_{A2} + \Delta x_{AC2} = 0\)
\(t_{C2} = t_{A2} + \Delta t_{AC2} = \gamma (\frac{L}{v} - \frac{v L}{c^2}) = \frac{1}{\gamma} \frac{L}{v}\)
Deze plaats en tijd voor gebeurtenis 2 in het inertiaalstelsel van persoon 2 hadden we ook via gebeurtenis B kunnen berekenen. Hier komt uiteraard hetzelfde uit.

We kunnen nu het hele verhaal herhalen voor persoon 3. Op basis van symmetrie is dit echter niet nodig. Persoon 3 zal hetzelfde zien als persoon 2 alleen zullen de tekens van de positie zijn omgedraaid.

We hebben nu de volgende informatie:

Volgens persoon 1:
\(t_{A1} = 0\)
,
\(x_{A1} = -L\)
\(t_{B1} = 0\)
,
\(x_{B1} = L\)
\(t_{C1} = \frac{L}{v}\)
,
\(x_{C1} = 0\)


Volgens persoon 2:
\(t_{A2} = 0\)
,
\(x_{A2} = 0\)
\(t_{B2} = -\gamma \frac{2 L v}{c^2}\)
,
\(x_{B2} = \gamma 2 L\)
\(t_{C2} = \frac{1}{\gamma} \frac{L}{v}\)
,
\(x_{C1} = 0\)
Volgens persoon 3:
\(t_{A2} = 0\)
,
\(x_{A2} = 0\)
\(t_{B2} = -\gamma \frac{2 L v}{c^2}\)
,
\(x_{B2} = -\gamma 2 L\)
\(t_{C2} = \frac{1}{\gamma} \frac{L}{v}\)
,
\(x_{C1} = 0\)
Wat kunnen we hier nu aan zien? We zien dat persoon 2 denkt dat persoon 3 de afstand van gebeurtenis B naar gebeurtenis C aflegd in
\(\frac{1}{\gamma} \frac{L}{v} + \gamma \frac{2 L v}{c^2}\)
terwijl persoon 3's klok slechts aangeeft dat het
\(\frac{1}{\gamma} \frac{L}{v}\)
duurde. Persoon 2 zal tot de conclusie komen dat de klok van persoon 3 te langzaam loopt. Dit verhaal is ook om te draaien (en gaat dan over de gebeurtenissen A en C). Persoon 3 komt dan tot exact dezelfde conclusie over de klok van persoon 2.

Personen 2 en 3 komen dus tot dezelfde conclusie. De klok van de ander loopt langzaam. Toch zullen ze op het moment dat ze bij elkaar komen dezelfde tijd op hun klokken zien. Dit komt doordat de gebeurtenissen A en B die voor persoon 1 op hetzelfde tijdstip gebeurde, voor personen 2 en 3 op twee verschillende tijdstippen gebeuren.
EvilBro
Artikelen: 0
Berichten: 7.081
Lid geworden op: vr 30 dec 2005, 09:45

Re: Experimenteel bewijs relativistische tijddilatie

Ik heb 35 jaar met zeker succes les gegeven dus ik weet wat betekent iets uit te leggen.
Ik geloof best dat je iets uit kan leggen. Ik hoop echter voor je ex-leerlingen dat het niet SRT was dat je uit moest leggen.
Ik heb trouwens al iets wiskundig gepubliceerd hierover.Als ge geinteresseerd zijt ik zoek het even op.
Ik was geinteresseerd toen je 'gepubliceerd' zei. Ik dacht namelijk dat er iets uit een of ander natuurkundig blad te kunnen verwachten. Het bleek echter te gaan over iets op dit forum. Daarbij kwam dat hetgeen je schreef beter staat uitgelegd in boeken over SRT. \(\Delta s\) wordt dan het 'space-time interval' genoemd. Daarbij komt ook nog eens dat er in ieder geval 1 fout in zit (echt aandachtig zoeken naar meer fouten heeft volgens mij niet zoveel zin).
daddycool
Artikelen: 0

Re: Experimenteel bewijs relativistische tijddilatie

Even tussendoor: Ik ga ervan uit dat je snapt dat 'zien' in dit geval niet 'zien' is. De bewegende klok vergelijkt zijn tijd met die van een klok die op zijn locatie aanwezig is maar een kopie is van de klok van de persoon in het andere stelsel. Als dit niet duidelijk is, zeg dat dan onmiddelijk, want anders is er een kleine kans dat je dit ooit gaat begrijpen.
De SRT wordt specialer en specialer..... ik ben toch echt van mening dat hij de andere klok in levende lijve ziet, en geen kopie.

Zolang je niet gaat rekenen vanuit persoon 1 in een stilstaande situatie en persoon 2 met zekere significante snelheid onderweg naar hem, met bij de start gesynchroniseerde klokken, en zolang je er niet vanuit gaat dat deze situatie symmetrisch en dus omkeerbaar is, kun je alle formules uitwerken die je wilt en inderdaad steeds aantonen dat er geen tijdsverschil is.

Een inertiaal stelsel hierbij is een wiskundig kader om in te rekenen, en niet een afgebakend stuk ruimte met eigen versies van klokken.
daddycool
Artikelen: 0

Re: Experimenteel bewijs relativistische tijddilatie

Personen 2 en 3 komen dus tot dezelfde conclusie. De klok van de ander loopt langzaam. Toch zullen ze op het moment dat ze bij elkaar komen dezelfde tijd op hun klokken zien. Dit komt doordat de gebeurtenissen A en B die voor persoon 1 op hetzelfde tijdstip gebeurde, voor personen 2 en 3 op twee verschillende tijdstippen gebeuren.


We laten ze botsen bij de ontmoeting en de botsing, die ze beide overleven, zorgt ervoor dat hun klokken stil komen te staan.

Na de botsing vergelijken ze hun klokken.

Vraag 1:

Botsen ze tegelijkertijd?

Vraag 2:

Wat is de (relatieve) stand van de klokken vanuit ieder geredeneerd?
EvilBro
Artikelen: 0
Berichten: 7.081
Lid geworden op: vr 30 dec 2005, 09:45

Re: Experimenteel bewijs relativistische tijddilatie

ik ben toch echt van mening dat hij de andere klok in levende lijve ziet, en geen kopie.
Dan hebben we tenminste uitgevonden waar je de mist in gaat.

Stel jezelf de volgende vraag eens: Jij en je buurman bevinden zich op 1 lichtjaar van elkaar. Jullie bevinden je in rust t.o.v. elkaar. Jullie hebben allebei een klok en deze moeten volgens de SRT met dezelfde snelheid lopen. Je kijkt naar het licht dat van je buurman's klok bij jou komt en leest de tijd af. Wat jij nu zegt is dat als je je klok wilt synchroniseren met de klok van je buurman je moet kijken naar de tijd die je afleest uit dit jaar oude beeld. Dit levert echter problemen op aangezien daarna (na een jaar dus) je buurman kan proberen te synchroniseren, maar dat doet op basis van een jaar oud beeld. De klokken raken op deze manier nooit gesynchroniseerd. SRT beweert echter dat de klokken wel gesynchroniseerd kunnen worden. Is het dus misschien mogelijk dat je idee over waar SRT over gaat niet helemaal klopt?
daddycool
Artikelen: 0

Re: Experimenteel bewijs relativistische tijddilatie

Dan hebben we tenminste uitgevonden waar je de mist in gaat.
Misschien
Stel jezelf de volgende vraag eens: Jij en je buurman bevinden zich op 1 lichtjaar van elkaar. Jullie bevinden je in rust t.o.v. elkaar. Jullie hebben allebei een klok en deze moeten volgens de SRT met dezelfde snelheid lopen. Je kijkt naar het licht dat van je buurman's klok bij jou komt en leest de tijd af. Wat jij nu zegt is dat als je je klok wilt synchroniseren met de klok van je buurman je moet kijken naar de tijd die je afleest uit dit jaar oude beeld. Dit levert echter problemen op aangezien daarna (na een jaar dus) je buurman kan proberen te synchroniseren, maar dat doet op basis van een jaar oud beeld. De klokken raken op deze manier nooit gesynchroniseerd. SRT beweert echter dat de klokken wel gesynchroniseerd kunnen worden. Is het dus misschien mogelijk dat je idee over waar SRT over gaat niet helemaal klopt?
Ik snap je probleem vandaar dat ik het synchronisatie moment koos op basis van een lichtsignaal dat naar beide klokken even lang onderweg is, dus de klokken zijn op dat moment gesynchroniseerd. En vandaar dat ik het controle moment koos op het moment dat de 2 klokken fysiek elkaar genaderd waren en dus de lichtsnelheid geen significante rol meer speelt.

Door de beide klokken op het moment van botsing de laten fotograferen door beide personen (of eigenlijk vlak voor de botsing en vlak na de botsing) hoop ik dan toch meer inzicht te krijgen.

Ben je het met me eens dat de lichtsnelheid op het moment dat de klokken elkaar genaderd zijn geen significante invloed meer heeft?

Terug naar “Natuurkunde”