*********** Sorry! Under construction! **************

Wie schnell ist der Ball?

Susi misst, dass der Ball mit der Geschwindigkeit \(w'=x'/ \,t'\) fliegt. Die Geschwindigkeit \(v\) des Zugs hat keinen Einfluss auf ihre Messungen.

Peter steht am Bahnhof. Aus seiner Sicht hat der Ball die Geschwindigkeit

$$ w = \frac{x}{t} = \cssId{Step0}{ \frac{\gamma\left(v\cdot t'+x'\right)}{\gamma\left(t'+\frac{v}{c^2}x'\right)}= } \cssId{Step1}{ \frac{t'\left(v+\frac{x'}{t'}\right)}{t'\left(1+\frac{v}{c^2}\cdot \frac{x'}{t'}\right)}= } \cssId{Step2}{ \frac{v+w'}{1+\frac{v}{c^2}\cdot w'} \,.} $$

Tempolimit c

Albert Einstein (1879 - 1955) „Aus dieser Gleichung folgt, daß aus der Zusammen­setzung zweier Geschwindigkeiten, welche kleiner sind als V, stets eine Geschwindigkeit kleiner als V resultiert.
[…]
Es folgt ferner, daß die Lichtgeschwindigkeit V durch Zusammen­setzung mit einer ‚Unterlichtgeschwindig­keit‘ nicht geändert werden kann.“

aus: A. Einstein
Zur Elektrodynamik bewegter Körper, Annalen der Physik 17 (1905)
relativistische Addition von Geschwindigkeiten Einstein-Addition : $$w=\frac{v+w'}{1+\frac{v\,\cdot\, w'}{c^2}}$$

\(w'\) ist die Geschwindigkeit entlang der \(x'\)-Achse des Balls im Inertialsystem \(I'\)
\(w\) ist die Geschwindigkeit im Inertialsystem \(I\)
\(v\) ist die Geschwindigkeit von \(I'\) relativ zu \(I\)

$$ \frac{\left(40+20\right)\frac{\text{m}}{\text{s}}}{1+\frac{40\frac{\text{m}}{\text{s}} \,\cdot\, 20\frac{\text{m}}{\text{s}}}{{\left( 3\cdot 10^8 \frac{\text{m}}{\text{s}}\right)}^2}} =\frac{60\frac{\text{m}}{\text{s}}}{1+8,\overline{8} \cdot 10^{-15}} = 59,999\,999\,999\,999\,4\overline{6}\, \frac{\text{m}}{\text{s}} $$

Für den Alltagsgebrauch dürfen wir den Nenner der Formel getrost 1 setzen und erhalten die gewohnte "Galilei-Addition" der Geschwindigkeiten \(w=v+w'\).

Denken wir uns Susis Ball durch ein von einem \(\beta^-\)-Strahler emittiertes Elektron mit 0,9 \(c\) ersetzt.

$$ \frac{\left(0,2+0,9\right)c}{1+\frac{0,2 c \, \cdot \, 0,9 c}{c^2}} =\frac{1,1 \, c}{1+0,18} \approx 0,93 \, c \lt c $$

\(v \oplus w' \lt c\).

Wie schnell ist Licht?

Denken wir uns Susis Ball durch ein Lichtsignal ersetzt.

$$w=\frac{v+c}{1+\frac{v\cdot c}{c^2}}= \frac{v+c}{\frac{c}{c}+\frac{v}{c}}=\frac{v+c}{\frac{c+v}{c}}=\frac{v+c}{c+v}\cdot c=c$$

Überlichtgeschwindigkeit

gamma nicht def

Rasenmähereffekt

\(v \oplus c=c\). Bis zum heutigen Tag wurde nichts gemessen, was schneller als Licht ist.

Kein Körper, keine Wirkung und kein Signal zur Informationsübertragung können schneller als das Licht sein.

Gratuliere! Kinematik der SRT abgeschlossen

relativistischer Dopplereffekt

rel. Dynamik e=mc^2

Ein Freund „durchs Leben hindurch“

Albert Einstein und Michele Besso

„Zum Schlusse bemerke ich, daß mir beim Arbeiten an dem hier behandelten Probleme mein Freund und Kollege M. Besso treu zur Seite stand und daß ich demselben manche wertvolle Anregung verdanke.

Bern, Juni 1905.“

aus: A. Einstein
Zur Elektrodynamik bewegter Körper, Annalen der Physik 17 (1905)

erstellt von C. Wolfseher