Citaat:
Mr.Mark schreef:
(Bericht 31283343)
Kunnen mijn twee auto's dan een relatieve snelheid hebben die groter is dan de snelheid van het licht? Want toen ik dat hoorde vond ik het nogal raar.
Twee fotonen die op elkaar af gaan met de snelheid van het licht, zullen die ook ten opzichte van elkaar een snelheid hebben van 2c?
|
Mijn relativistische mechanica is nogal stoffig, maar volgens mij hangt het ervan af hoe je het wilt zien. Zie je relatieve snelheid als: "ik zit in auto 1 en kijk naar auto 2, wat neem ik waar als zijn snelheid?". Dat is wat je in klassieke mechanica doet en daar is de uitkomst de som van de snelheden.
In relativistische termen krijg je dan berekeningen die ingewikkelder zijn, maar zoals mathfreak aangeeft, kan zo'n snelheid niet groter worden dan de lichtsnelheid in vacuüm. Wat daar bv. ook meespeelt is dat de beleving van tijd voor bewegende waarnemers vervormd wordt. Als je heel snel beweegt, zal jouw tijd trager lopen dan de tijd van iemand die stilstaat.
Als het meer gaat om je oorspronkelijke vraag waarin je 2 auto's naar elkaar laat rijden met die snelheid en je wilt weten wanneer ze botsen, dan is dat een kwestie van te berekenen wanneer ze allebei de halve afstand afgelegd hebben. Je zou (gewoon in klassieke mechanica) hetzelfde antwoord (in tijd of totale afgelegde weg) bekomen alsof je één auto aan dubbele snelheid op zijn stilstaande tegenstander laat afrijden. Je kan die dubbele snelheid (in klassieke mechanische benadering) zien als relatieve snelheid onderling, maar dat heeft in feite weinig betekenis als "snelheid van een fysisch object", gewoon een wiskundige voorstelling van het geheel.
Misschien ook als kleine verduidelijking op wat mathfreak zegt over de brekingsindex, inderdaar is n = c0/c (c0 de lichtsnelheid in vacuüm, c de lichtsnelheid in de stof (ook wel fasesnelheid)). Maar het hele dispersieverschijnsel is juist dat c = c(golflengte): de lichtsnelheid is voor verschillende golflengtes (of frequenties) van licht anders in de meeste stoffen. Dat heeft te maken met de microscopische structuur van de stoffen en hoe die structuur fotonen van een bepaalde energie (energie hangt af van frequentie en dus ook golflengte en "kleur") absorbeert.
Om je aan te tonen dat snelheden groter dan c wel kunnen: er bestaan stoffen waar de groepsfasesnelheid van een lichtgolf groter is dan de lichtsnelheid. Dat is ook niet de snelheid van een fysiek object, maar een snelheid van de omhullende golf van het licht; dus een geheel denkbeeldig iets (net zoals met de auto's dus).
Ik vrees dat ik het niet echt heel goed uitgelegd heb, maar op volgende pagina's kan je er een beetje meer over vinden: Dispersion, Group Velocity en een hele uitwerking met figuren.
|