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Demonstration Wellenlängen / Zeit

 

Nehmen Sie eine Schnur von 50 cm Länge und legen Sie sie in einer Periodenwelle auf den Tisch.
Markieren Sie die beiden Enden als Strecke und die beiden Scheitelpunkte der Sinuskurve.
Nun legen Sie die Schnur so aus, dass sie 5, 10, 15 Perioden erhalten.
In gleichem Ausmaß, wie sich die Frequenz erhöht, verringert sich die Höhe der Wellen.
(Ich kann es leider nicht in eine Formel fassen, da ich mit Dyskalkulie durchs Leben laufe.)
Theoretisch können Sie die Wellenhöhen soweit verringern und die Frequenz erhöhen, dass Sie auf Distanz den Anschein erwecken, nur eine dickere gerade Linie zu haben.
Es soll uns als Beispiel für Lichtfrequenzen dienen.

 

Zur Zeit:
In meiner Website findet sich die Aussage, Bewegung sei Zeit.
An anderer Stelle schreibe ich, Bewegung sei Energie.
Diese Aussagen können auf den ersten Blick verwirrend erscheinen.
Schriftlich fällt es mir auch mangels Reflexion schwer, den Unterschied deutlich zu machen.
Die Bewegung an sich ist Energie.
Der Ablauf einer jeden Bewegung besteht aus Aufenthalts-Koordinaten, deren kürzester Abstand nicht erfass- und berechenbar ist (oo - 1, da Linie und Punkt ebenfalls im Durchmesser oo - 1 sein müssen).
Selbst mit einer dichten Vielzahl Lichtschranken, gekoppelt mit Aufnahmegeräten, werden Sie nicht jeden Punkt einer Bewegung erfassen. Es wird immer noch Lücken geben.
Bis zum Ende der Menschheit könnte nicht die letzte Nachkommastelle von Pi ermittelt werden, und ebensowenig der kürzeste Abstand zweier Punkte.
Denn ein Punkt ist bekanntermaßen lediglich eine Koordinate, gebildet aus Linien ohne Breite (es ist immer die Mitte, oder der Rand einer gezogenen Linie), wodurch der Punkt selber ohne Dimension ist.
Ein Zeitpunkt ist lediglich eine Koordinate (Sonne im Zenit, beim Auf-/Untergang; „Wenn wir da sind...“ ...).
Ebenso, wie man früher der Ansicht war, der Himmel drehe sich um die Erde, übersieht man heute noch, dass sich nicht nur die Erde, sondern auch die Sonne und die Milchstraße bewegen.
Jeder Zeitpunkt ist eine einzigartige Koordinate eines jeden Punktes auf der Erde und im Kosmos, die niemals wieder erreicht wird.
Zeit ist nun der Abstand zweier Koordinaten, auf die man sich (evtl. global) als Einheit einigt.
Bekanntermaßen ist die Einteilung eines Jahres, was ja einen Zeitablauf darstellt, zu grob für eine genaue Bestimmung. Deshalb haben wir die Schaltjahre. Das bedeutet, dass selbst die 24 Stunden eines Tages schon nur grob sind. Und daraus folgert, dass weder Stunde, Minute noch Sekunde mit dem tatsächlichen Erdenjahr übereinstimmen.
Einigt man sich nun, wie geschehen, auf ein Festmaß zur Zeiterfassung, 9 192 631 770 Schwingungen des Atoms Caesium 133 pro Sekunde, läßt man schon außer Acht, dass es nur unter genauen Bedingungen diese Periodenanzahl erbringt. (Das Atom, stärker erwärmt, wird schon schneller schwingen. Will man nun behaupten, dabei liefe die Zeit schneller ab?)
Die Anzahl der Schwingungen werden Frequenz genannt.
Eine Frequenz ist ein Energiemaß.
Wie Ihnen ein Oszillograph zeigt, ergibt eine Anzahl Schwingungen aber auch eine Strecke.
Man kann also auch umgekehrt sagen, dass die Anzahl Schwingungen des Caesium 133 eine Meßstrecke ergeben.
Ein anderes Atom benötigt für dieselbe Strecke eben lediglich seine naturgegebene Frequenzanzahl. (Die kann allerdings evtl. nicht so stabil sein, wie die vorgegebene.)
Eine Änderung der Strecke findet nicht statt, wenn es z.B. 11 Mrd, oder 7 Mrd Schwingungen benötigt.
Die Sekunde ist nach Ablauf der Strecke vorbei.

 

Und hier sind wir wieder bei unserer Schnur ...
Die Strecke der ersten Periode unserer Schnur stellt unsere Maßeinheit der Zeit dar.
Betrachten wir die erste Periode als eine Infrarot-Welle und die kürzeren als sichtbare Lichtwellen bis in den ultravioletten Bereich hinein. In Folge kämen Röntgen- und letztlich Gamma-Strahlung.
Die Strecke ändert sich nicht, auch wenn unsere Lichtwelle kürzer schwingt und sich die Frequenz erhöht.
Die Zeit bleibt, im Gegensatz zu alten Denkweisen, unberührt.
Sie ist keine eigenständige Größe, denn nur durch die Überbrückung des Abstandes erhalten wir einen Zeitablauf.

 

Eine 100 m-Strecke ist lediglich eine Länge, auf der die Zeit erst durch einen Lauf relevant wird.
Der Lauf ist eine Bewegung, die Energie bedarf und darstellt (die Frequenz ergibt sich aus der Schrittfolge). Der eine Läufer mag mit weit ausgreifenden Schritten die Strecke schneller schaffen, der andere mit kurzen (wie ich; es kommt auch auf die Körperlänge an).

 

Gerne wird der Austausch eines Balles zwischen zwei parallelen Sendern und Empfängern als Zeitdehnungsbeispiel aufgeführt.
Zwischen den bewegenden Orten überbrückt der Ball eine weitere Strecke, als zwischen ruhenden in der gleichen Zeit.
Dabei wird übersehen, dass der Ball ja ebenfalls einen, aus der Bewegung nach vorne resultierenden Impuls erhält, der ihn bei der Überbrückung im rechten Winkel beschleunigt.
Dies als Beispiel für Licht zu benutzen hat einen kleinen Nachteil: fehlende, ausreichende Distanzen und Geschwindigkeiten der Orte, sowie eine unabhängige Ortsbestimmung.
Diese erfolgt ja abhängig von der Lichtgeschwindigkeit. Will ich eine Ortsbestimmung mit Hilfe sich bewegender Bezugspunkte ermitteln und habe nur einen Maßstab, so unterliegt dieser auch den Gegebenheiten. Das heißt, ich kann Verfälschungen nicht feststellen.
Messe ich den Abstand Erde/Mond, so erfolgt dieses mit einer Zeitdifferenz, da sich beide Messpunkte bewegen. Es gibt keinen ruhenden Bezugspunkt! Sie erhalten immer nur grobe, für den Allgemeinbedarf ausreichende Daten.
Bedenken Sie, dass Sie nicht einmal auf unserem Planeten über eine längere Entfernung anhaltende Distanzwerte haben. Bekanntermaßen befinden sich die Kontinente in Bewegung. Der Abstand Berlin/New York könnte täglich korrigiert werden, wäre er nicht für den Alltag irrelevant. (In tausend Jahren wird man allerdings feststellen, dass sich die Altvorderen in ihrer Entfernungsangabe irrten.)
Daher können Sie lediglich auf einer Erdscholle von gleichbleibendem Abstand ausgehen.
Durch den Gravitationseinfluss ändert sich auch nur die Frequenz einer Welle. Bei Entfernung wird sie länger, während sie bei Annäherung durch den erhöhten Einfluss kürzer wird. Die Geschwindigkeit des Photon bleibt gleich. Auch wenn in einem Raum ein anderer Eindruck entsteht, bewegt sich eine Wärme-, also Infrarot-Welle mit gleicher Geschwindigkeit, wie sichtbares Licht, Röntgen- und Gamma-Strahlung.

 

Im atomaren und subatomaren Bereich, zu dem ja auch die Photone als Licht zählen, gibt es keine allgemeingültigen Werte. Jedes einzelne Atom und erst Recht jedes wissenschaftliche Quark, unterliegt ständigen Schwankungen und Änderungen seiner Werte. (Ich kenne mich zwar nicht damit aus, aber die Chaostheorie könnte hier wohl greifen.)
In der Masse erhalten wir erst benutzbare Durchschnittswerte, wobei allerdings die Anzahl der beteiligten Atome im Ungewissen bleibt. Denn wir können nicht feststellen, wie viele Einzelatome sich in einem Normkörper befinden. Dadurch können wenige schwere in weitem Abstand eine geringere Masse zeigen, als leichtere, die dichter zusammen sind. Dies ist allerdings nur in geringem Umfang der Fall und im Allgemeinen irrelevant, da ja keine Arbeiten auf atomarer Ebene erfolgen.

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So, und nun machen Sie was daraus...
Ich bin dafür zu ungebildet und kein Freund von Einstein, auch wenn er die Photone „erfand“.

 

Mail: ©2001 by Rudolf Schleyer http://www.neu-physik.de