Het "Kleine Wetenschappelijke Vragen" Topic #6

Als je dit wilt begrijpen, zul je speciale relativiteit (SR) moeten bestuderen

Kortgezegd ging het als volgt.

Je had ene Maxwell, die elektromagnetische velden beschreef. Daar kwamen golfvergelijkingen uit voor het elektrische veld E en het magnetische veld B. De snelheid van deze elektromagnetische golf bleek gek genoeg niet af te hangen van de waarnemer, maar enkel van het medium. "Gek genoeg", want dit is niet te verenigen met Newton's idee dat snelheden netjes bij elkaar opgeteld mogen worden. Wiskundiger gezegd: de symmetriegroep van Newton's fysica is niet gelijk aan de symmetriegroep van de Maxwellvergelijkingen!

Toen kon men twee dingen doen. Men kon aannemen dat Maxwell ernaast zat. Dat was nogal subtiel, want de Maxwellvergelijkingen bleken goed overeen te komen met waarnemingen. Bovendien, de snelheid van die elektromagnetische golven bleek wel heel dicht bij de toen bekende waarde van de lichtsnelheid te liggen! Dat liet men denken dat licht wellicht ( ) een elektromagnetische golf is.

Dus moest er iets verkeerd zijn aan Newton's ideeën. Einstein was eigenlijk de eerste die dit poneerde. Hij zei: laten we es aannemen dat de lichtsnelheid inderdaad constant is voor elke inertiaalwaarnemer (oftewel: iemand waar geen kracht op werkt) en dat deze inertiaalstelsels exact dezelfde natuurkunde opleveren (ze zijn equivalent).

Dit verving Newton's notie van ruimte en tijd, en het mooie was dat de symmetriegroep die je hiermee verkreeg precies de symmetriegroep van de Maxwellvergelijkingen is. Met andere woorden: de Maxwellvergelijkingen waren relativistisch voordat überhaupt de relativiteitstheorie opgeschreven was!

Einstein kon hiermee ook allemaal uitdrukkingen opschrijven voor de energie, de kracht etc. waarmee hij dus Newton's uitdrukkingen verving. Je kunt laten zien dat als je een limiet neemt van lage snelheden, Einstein's theorie overgaat in Newton's theorie. Dat wil je ook, want Newton's theorie is immers heel succesvol in het beschreven van alledaagse (lage snelheden) dingen!

Eén van de consequenties hiervan is dat niets kan worden versneld van een snelheden lager dan c naar een snelheid hoger dan c. Dus v<c --> v>c is kinematisch niet mogelijk; je kunt makkelijk aantonen dat je daarvoor oneindig veel energie nodig hebt.

Nou zijn snelheden nog steeds relatief in de SR, maar de lichtsnelheid is iets wat voor alle inertiaalwaarnemers hetzelfde is! Ik zeg expliciet "inertiaal", want voor versnellende waarnemers is dit niet meer het geval.

Als de lichtsnelheid nou niet constant was geweest, dan was je vraag

quote:

Als wij dus niet sneller kunnen gaan dan 300.000 km/s, ten opzichte van welke punt is dan die 300.000 km/s gemeten?

relevant geweest. Men dacht eerst ook dat er een soort van ether was waardoor elektromagnetische golven propageren. Maar als de lichtsnelheid in het vacuum hetzelfde is voor alle waarnemers, hoef je geen medium meer te introduceren; licht gaat ten opzichte van elke inertiaalwaarnemer in het vacuum met de lichtsnelheid!

Hoop dat dit wat duidelijk maakt

Bedankt

Het is mij nu wel wat duidelijker, maar nog niet zo veel dat ik het echt snap. Dat licht voor elke waarnemer even snel gaat is erg lastig te begrijpen (alhoewel ik dat wel al wist), aangezien ik de neiging heb om fotonen als "deeltjes" voor te stellen.

Maar stel dat "ruimteschip 1" t.o.v. bv. een planeet 75% van de lichtsnelheid naar "links" vliegt, en dat "ruimteschip 2" 75% van de lichtsnelheid naar "rechts" vliegt, en ze komen elkaar tegen, welke snelheid lijkt het ene ruimteschip t.o.v. het andere ruimteschip dan te hebben? Is dat dan de snelheid van het licht? Zo ja, komt dat dan omdat tijd ook relatief is (en dus het tijds-perspectief vanuit ruimteschip 1 andere is dan van ruimteschip 2 en vanaf die planeet)? Of zit ik nu de verkeerde kant op te denken?

quote:

Op dinsdag 27 oktober 2009 16:40 schreef _Jeffrey_ het volgende:
Is dat dan de snelheid van het licht?

Nee. Als je wilt weten hoe je 3-snelheden (dus snelheden in de 3-dimensionale ruimte) bij elkaar wilt optellen in de SR dan kun je deze link even doorlezen en het zelf uitrekenen.

Als een waarnemer meet dat iets met de lichtsnelheid gaat, dan wordt deze snelheid voor dat "iets" gemeten in elk referentiekader. Het kan dus nooit zo zijn dat ruimteschip 1 meet dat ruimteschip 2 met de lichtsnelheid gaat, terwijl ruimteschip 2 tov een planeet (wat een andere waarnemer is) met v=0,75*c gaat!

Dat kun je trouwens ook met de gegeven link beredeneren. Probeer ook es na te gaan wat die gegeven formule geeft voor lage snelheden en of je dat verwacht

Als ik voor het rekengemak even aanneem dat de eerder genoemde ruimteschepen v=2/3*c vliegen in tegenovergestelde richting, dan krijg ik de volgende uitwerking met de formule s = (v + u) / (1 + (vu*c2)) (alles is in m/s):
(200000000+200000000) / (1+((200000000*200000000)/(300000000*300000000))) = 276 923 077 m/s

Ik begrijp het antwoord alleen niet helemaal. Vanuit ruimteschip 1 lijkt ruimteschip 2 dus met 276 923 077 m/s te gaan (toch?), maar ik kan dat niet plaatsen i.c.m. dit:

quote:

Als een waarnemer meet dat iets met de lichtsnelheid gaat, dan wordt deze snelheid voor dat "iets" gemeten in elk referentiekader.

Vanuit de planeet (laten we zeggen dat die planeet op de plek zit waar de 2 ruimteschepen elkaar kruisen) lijken die 2 ruimteschepen elk toch met v=2/3*c te gaan, of toch niet? of is dat dan (276 923 077 / 2) = 138 461 538 m/s?


't lijkt in eerste instantie allemaal hele simpele theorie, maar als wat verder kijkt ligt dat toch wat anders....

kan erge stres en woede de groei van je botten verstoren of zelfs vervormen? Dat je bijv een breder hoofd krijgt of bredere schouders, grotere handen of juist minder goed ontwikkelde botten tijdens je groei?

quote:

Op dinsdag 27 oktober 2009 18:40 schreef Schenkstroop het volgende:
kan erge stres en woede de groei van je botten verstoren of zelfs vervormen? Dat je bijv een breder hoofd krijgt of bredere schouders, grotere handen of juist minder goed ontwikkelde botten tijdens je groei?

stress heeft zeer zeker veel invloed op je lichaam, maar ik betwijfel of dat effecten als brede schouders of breder hoofd o.i.d. kan veroorzaken. Minder ontwikkelde botten wel, onder stress heeft je lichaam andere prioriteiten en groei is dan niet een van de prioriteiten. Ik denk echter dat deze effecten zo'n langdurige periode van stress nodig hebben dat de personen waarschijnlijk al aan andere complicaties zijn overleden of geholpen om de stress te verminderen.

Waarom wil je dat weten

Waarom zie je (bij opnames van de aarde vanuit de ruimte) altijd dat de aarde blauw is, en alsof er licht op schijnt, zelfs als het donker is op die kant van de aarde op dat moment?

Is het zo dat je altijd die ruimtestenen in de ruimte ziet zoals bij opnames en films.. of is het in het echt pikkedonker en zie je dat helemaal niet als je uit de weg bent van de zon?

quote:

Op dinsdag 27 oktober 2009 18:18 schreef _Jeffrey_ het volgende:
Als ik voor het rekengemak even aanneem dat de eerder genoemde ruimteschepen v=2/3*c vliegen in tegenovergestelde richting, dan krijg ik de volgende uitwerking met de formule s = (v + u) / (1 + (vu*c2)) (alles is in m/s):
(200000000+200000000) / (1+((200000000*200000000)/(300000000*300000000))) = 276 923 077 m/s

Ik begrijp het antwoord alleen niet helemaal. Vanuit ruimteschip 1 lijkt ruimteschip 2 dus met 276 923 077 m/s te gaan (toch?), maar ik kan dat niet plaatsen i.c.m. dit:
[..]

Vanuit de planeet (laten we zeggen dat die planeet op de plek zit waar de 2 ruimteschepen elkaar kruisen) lijken die 2 ruimteschepen elk toch met v=2/3*c te gaan, of toch niet? of is dat dan (276 923 077 / 2) = 138 461 538 m/s?

Ik denk dat je in de war bent met snelheden definieren.

Stel, ik zit op een planeet en meet dat A met 0,75*c in de ene richting gaat (stel, de +x richting) en dat B met 0,75*c in de tegengestelde richting gaat (dus de -x richting).

Nou denken sommige mensen dan: hey, maar dat betekent dat de onderlinge snelheid tussen die twee ruimteschepen 2*0,75*c=1,5*c is! Dat is dus niet het geval.

Snelheden definieer je tussen twee waarnemers. Ik kan een snelheid definieren tussen mijn planeet en A. Ik kan een snelheid definieren tussen mijn planeet en B. En ik kan, als ik in A of B zit, een snelheid definieren tussen A en B. Daar zullen in het algemeen verschillende antwoorden uit komen.

Wordt het zo wat duidelijker?

Ik denk dat die blauwe kleur met restlicht en verstrooiing te maken heeft, maar weet het niet precies.

Wat je andere punt betreft: We kunnen natuurlijk de planeten zien door een telescoop, en dat is omdat ze licht weerkaatsen van de zon, niet omdat ze zelf een lichtbron zijn. En dat kan tot vrij grote afstanden vanaf de zon, dus ik denk dat je in de planetoïdengordel wel degelijk het een en ander kunt zien.

Het licht neemt in principe qua sterkte wel kwadratisch af met de afstand, maar als je dan ‘vol in de zon kijkt’, wat het natuurlijk in feite altijd is als je in lijn met de zon bent, dan is dat denk ik nog heel lang genoeg om te kunnen zien (in ons zonnestelsel althans). Op den duur wordt het wel duidelijk minder.

quote:

Op woensdag 28 oktober 2009 15:22 schreef Iblis het volgende:
Ik denk dat die blauwe kleur met restlicht en verstrooiing te maken heeft, maar weet het niet precies.

En weerkaatsing.. tenminste, dat dacht ik. Maar als dat zo is, dan zou het ook weer niet helemaal donker kunnen zijn op aarde tijdens de nacht (als de maan niet zichtbaar is). Dus hoe rijmt dat met elkaar? Je ziet vanaf de ruimte namelijk wel duidelijk het verschil tussen land en water..

quote:

Wat je andere punt betreft: We kunnen natuurlijk de planeten zien door een telescoop, en dat is omdat ze licht weerkaatsen van de zon, niet omdat ze zelf een lichtbron zijn. En dat kan tot vrij grote afstanden vanaf de zon, dus ik denk dat je in de planetoïdengordel wel degelijk het een en ander kunt zien.

Het licht neemt in principe qua sterkte wel kwadratisch af met de afstand, maar als je dan ‘vol in de zon kijkt’, wat het natuurlijk in feite altijd is als je in lijn met de zon bent, dan is dat denk ik nog heel lang genoeg om te kunnen zien (in ons zonnestelsel althans). Op den duur wordt het wel duidelijk minder.

En omdat er veel sterren zijn, zal er altijd wel een bron van licht zijn in de ruimte..

quote:

Op woensdag 28 oktober 2009 15:53 schreef OldJeller het volgende:

[..]

En weerkaatsing.. tenminste, dat dacht ik. Maar als dat zo is, dan zou het ook weer niet helemaal donker kunnen zijn op aarde tijdens de nacht (als de maan niet zichtbaar is). Dus hoe rijmt dat met elkaar? Je ziet vanaf de ruimte namelijk wel duidelijk het verschil tussen land en water..
[..]

En omdat er veel sterren zijn, zal er altijd wel een bron van licht zijn in de ruimte..

Het is ook nooit helemaal donker op aarde. Ik weet niet in hoeverre zulke foto’s die je ziet helemaal ‘ruw’ zijn. Deze foto is heel bekend (link is trouwens naar een heel grote versie, dus pas op):


^{Bron: Wikimedia Commons. Maker: Craig Mayhew en Robert Simmon, NASA GSFC. Publiek Domein.}

Maar die is ongetwijfeld bewerkt (al was het maar om aan elkaar te plakken en plat te maken), maar qua contrast en helderheid is er ook wel het een en ander gebeurd.

Leuke foto. Het is inderdaad relatief donker.
Dank voor het antwoorden.

Deze aarde, gefotografeerd door de bemanning van Apollo 8 heeft wel een donkere kant.
Maar dat zal ook aan het contrast liggen.

Ik las kort geleden een boek waar vampieren in voorkwamen, en zoals iedereen weet zijn die behoorlijk overgevoelig voor zonlicht. Van een simpel gloeilampje hebben ze geen last, ik concludeer daar uit dat die overgevoeligheid voor zonlicht dus eigenlijk overgevoeligheid voor UV straling is. Het is natuurlijk wel zo dat maanlicht niets anders is dan gereflecteerd zonlicht, het lijkt me dat het oppervlakte van de maan niet alle UV straling in het zonlicht absorbeert, dus ook maanlicht zou dan UV straling moeten bevatten. Maar die vampieren hebben geen problemen met een volle maan!

Ok, tot zover de vampieren onzin, nu de vraag:

Hoe verhoudt zich de hoeveelheid UV straling in zonlicht tot de hoeveelheid UV straling in maanlicht?

Lunar Albedo. Hopelijk helpt dat je op weg.

Waarom stinken de uitlaatgassen van een diesel met roetfilter naar chloor?

Hoeveel kg maizena heb ik nodig om 5 liter niet newtoniaanse vloeistof te maken?

quote:

Op dinsdag 3 november 2009 23:11 schreef Iblis het volgende:
Lunar Albedo. Hopelijk helpt dat je op weg.

Interessant stuk. Wel apart dat ze het over een Lambert surface hebben. Wij gebruiken altijd de term Lambertian surface. Misschien een verschil tussen Brits Engels en Amerikaans?

Weet er iemand info te vinden over de brandstofcel die Philips-Duphar in de 70-er jaren heeft ontwikkelt met de naam "Neus van Kaman"? Google geeft niets....

Ik zag net een programma van Alan Davies waar hij op zoek ging om de precieze lengte van een draadje te bepalen. Afijn, ze lieten een experiment zien waarbij ze een foton op een bord met 2 spleten afvuurden. Na vele herhalingen ontstond er een interferentiepatroon van een golf. Waarom geven fotonen een golfachtig interferentiepatroon bij zo'n experiment?

Er werd gesuggereerd dat het deeltje door beide spleten tegelijkertijd gaat en met zichzelf interfereert. Maar als er dan een detector aan te pas kwam, om te kijken door welke spleet het deeltje ging was het golf-interferentieëffect weer verdwenen... wtf?

Hoe kan het deeltje eerst op 2 plaatsen tegelijk zijn, maar als het wordt gedetecteerd is het opeens maar op 1 plek? Dit kan ik moeilijk begrijpen.

quote:

Op woensdag 18 november 2009 01:31 schreef banananasi het volgende:
Dit kan ik moeilijk begrijpen.

Dit begrijpt niemand echt, we kunnen het slechts met quantumfysica beschrijven Als je dit beter wilt "begrijpen" raad ik je aan bijvoorbeeld wat wikidingen te lezen over het dubbelspleetexperiment en quantumfysica zelf.

tvp

Lichaamsbeharing heeft niet echt meer een functie bij de mens (en dan heb ik het niet over wenkbrauwen, wimpers, etc). Vandaar dat een hoop mensen ook niet meer veel daarvan hebben.

Meerdere vragen over menselijke lichaamsbeharing:
Waarom is bij de meeste mensen oksel- en schaambeharing nog wél aanwezig? Wat is de functie, waarom die plekken wel?

Waarom hebben vrouwen vaak minder lichaamsbeharing dan mannen?

Waarom kunnen mensen kaal op hun hoofd worden, maar niet bv hun armen, benen, oksels, etc. ?