lichtsnelheid in de wetenschapsquiz.
 

De vraag luidt aldus:

Een vuurtoren straalt een flinke straal in het rond met een regelmatig patroon. De toren staat zodanig opgesteld dat een huis, een flink eind uit de buurt, de straal in de huiskamer ontvangt. De vlek die over de muur schiet gaat ongelooflijk snel, omdat het huis zo ver weg staat.

Op een dag meet de heer des huizes de snelheid via een rekensommetje na. Hij komt op een snelheid sneller dan de lichtsnelheid.

Heeft hij zich misrekent, of heeft hij gelijk? Beargumenteer.

Nevertheless, velocities greater than c can be observed. Suppose a lighthouse illuminates a distant shore. The rotating lamp moves quite slowly, but the spot on the opposite shore travels at a far greater velocity. If the shore were far enough away, the spot could even move faster than light. However, this moving spot is not a single "thing". Each point along the coastline receives its own spot of light from the lighthouse, and any information travels from the lighthouse at c, rather than along the path of the moving spot. Such phenomena are described as the "motion of effects", and are not forbidden by relativity.

http://physicsweb.org/articles/world/13/9/3

Hij heeft zich misrekend, licht kan zich niet sneller bewegen dan de lichtsnelheid en kan ook niet zichtbaar zijn bij die snelheid.

De denkfout die je hierbij kunt maken is ervan uit te gaan dat bij de vuurtoren het licht met de lichtsnelheid rond draait, en dus bij het huis waar de cirkel groter is het licht sneller dan het licht rond moet gaan om in dezelfde tijd rond te draaien.


Maar de lamp van de vuurtoren draait niet rond met de lichtsnelheid, het licht reist naar het huis toe met de lichtsnelheid.

He wat flauw, de overwinning van het gebruik van een zoekmachine op logisch nadenken. Ik vind het een verarming

Het kan inderdaad, snelheden groter dan de lichtsnelheid kunnen worden waargenomen zodra er geen energie wordt overgebracht (klinkt een beetje vaag, maar ik kan het ook niet beter uitleggen). Je kunt daarbij ook denken aan quantumverstrengeling; als je twee deeltjes hebt waarvan de spin tegengesteld moet zijn, maar die geen vaste spin hebben omdat die nog niet waargenomen is, en je meet er één waardoor de spin vast komt te liggen (bijvoorbeeld up), dan zal het andere deeltje onmiddelijk spin down krijgen, ook al is het vele lichtjaren verwijderd van het andere deeltje.

Een vraagje. Is dit vergelijkbaar met reacties van antideeltjes, zoals positronen en elektronen?

Vergelijkbaar in welk opzicht?

Alsof je hierover kan filosoferen. Er is één goed antwoord, de rest is kul. Een topic van drie kantjes waarin iedereen wat brabbelt over de zin en onzin van moderne natuurkunde en hun persoonlijke interpretatie van licht is weinig zinvol.

Maar met de verstrooiing van het licht wordt uiteraard geen rekening gehouden

Wat is dat ene goede antwoord dan? ;)

"Hij heeft gelijk."

Vergelijkbaar in de beweging ten opzichte van elkaar. In zo'n spin krijgt het ene deeltje dus automatisch de tegengestelde spin van het andere deeltje, als dat gemeten wordt. Ik vroeg me af of dit vergelijkbaar is met de tegengestelde richting die antideeltjes hebben ten opzichte van elkaar.

Ach ja, met een beetje wil kun je alles wel vergelijken met alles. Maar die tegengestelde richting waar jij het over hebt wordt veroorzaakt door impulsbehoud en de tegengestelde spin door impulsmomentbehoud.

In deze betreft het de rotatiesnelheid van de lichtbundel, niet de snelheid waarmee de bundel zich in haakse richting op de bron verplaats. Dit zou theoretisch dus sneller dan de lichtsnelheid kunnen zijn. Wat je je in deze denk ik moet afvragen of dit fenomeen nog wel zichtbaar is voor het menselijk oog. Ik kom er nog op terug...

Nee, natuurlijk niet, maar het is wel op andere manieren te meten.

Ik denk dat de man zich heeft 'misrekend'.

De bundel met licht wordt als een geheel gezien, terwijl het bestaat uit 'losse' fotonen. Hoe verder het huis staat (of hoe sneller de lamp roteert), des de krommer de lichtbundel wordt. Vergelijk het met spuiten met een krachtig waterkanon; als je draait wordt de straal krom.

De lichtbundel wordt inderdaad 'krom', maar dat betekent niet dat het uiteinde ook langzamer zal "bewegen". Immers, als dat wel zo zou zijn zou de lichtbundel zichzelf inhalen en dat zou wel erg vreemd zijn.

Het uiteinde zal niet langzamer bewegen; alleen zal het nooit de grens van de lichtsnelheid overschrijden.

Hoe dichter snelheid van het uiteinde bij de snelheid van het licht komt, hoe krommer die wordt. De lichtbundel kan zichzelf niet inhalen omdat de fotonen met dezelfde snelheid rechtdoor gaan.
Hierbij moeten ze minimaal de afstand tussen de vuurtoren en het huis afleggen en kunnen ze hun 'voorganger' uiteraard niet inhalen.

Wat ik bedoel is, dat wanneer jouw hypothese juist is, de lichtbundel steeds meer zal 'oprollen' als een soort opgerold touw, omdat het uiteinde een lagere hoeksnelheid zou hebben dan een punt dicht bij de 'oorsprong'. Denk er maar eens over na.

Jij ziet een lichtbundel als een geheel; iets wat aan elkaar vast zit.
Een touw zal inderdaad een lagere hoeksnelheid aan het uiteinde hebben. Het probleem is hierbij dat een touw bestaat uit moleculen die elkaar meetrekken. Fotonen trekken elkaar niet mee, maar gaan allemaal afzonderlijk een eigen weg.

Wat ik hiermee wil zeggen is dat, onafhankelijk van de rotatiesnelheid van de lamp, de deeltjes rechtuit gaan. Ieder deeltje met een eigen lineaire snelheid.Het geheel, de lichtbundel zal hierdoor iets krommen.

Klopt. Maar dat betekent nog niet dat de lichtbundel geprojecteerd op de muur niet sneller dan c zou kunnen gaan.

Wat zijn je argumenten?

De snelheid van de lichtbundel is evenredig met de hoeksnelheid van de draaiing van de bundel en de afstand tussen vuurtoren en huis. Maak je beide variabelen groot genoeg, dan zal derhalve de snelheid van de lichtbundel groter worden dan c.

Het is niet mogelijk voor objecten om sneller te reizen dan c, maar een lichtbundel is geen object.

Wij mensen zien vlekken als een geheel, terwijl het in principe niets is. Het is een verzameling van losse punten die onbewust worden gezien als een geheel. Nogmaals: de bundel (dus de vlek) bestaat uit losse deeltjes.
Als er vanuit wordt gegaan dat een vlek een geheel is heb ik de volgende theorie daarover. Hierbij wordt overigens de vuurtoren als middelpunt gezien, en de omliggende cirkel als projectie-oppervlakte voor de vlek.

Naarmate de lamp sneller draait, zal de onderlinge afstand tussen de fotonen groter worden. Hieruit stellen we vast dat de afstand van de lamp tot het projectie oppervlak geen invloed zal hebben op de snelheid van de vlek; wél de spreiding. Naarmate vlek sneller gaat, zal de breedte ook toenemen. Als de vlek lichtsnelheid heeft genaderd, zal ie net zo breed zijn als de cirkel zelf.

Conclusie:
De vlek (als geheel) zal de lichtsnelheid nooit kunnen overschrijden, vanwege de maximale grootte (360 graden).

Ik vind je theorie erg aardig, maar hoe ondersteun je hem? Misschien moeten we er maar een 'echt' relativistisch probleem van maken en dat oplossen, dan hebben we hardere resultaten.

Als je de vlek meet en rekent dat ie sneller dan de lichtsnelheid beweegt dat heb je geen rekenfout gemaakt

magoed een vlek is ook niets, een lichtstraal ook niet, een lichtstraal beweegt ook niet

je hebt fotonen die de muur raken die "toevallig naast elkaar zitten" en zo een ovaal vormen op de muur

en het is dus moglijk om die ovale vorm sneller te laten bewegen als de lichtsnelheid zonder dat de afzonderlijke fotonen de lichtsnelheid overschreiden, omdat de ovale vorm in principe niets is.

stel ik zet 5 lampen niet in een halve cirkel

en ik zet ze bijna gelijk aan en uit

eerst lamp1 dan lamp 2 dan lamp 3 etc

dan zie je ook een lichtvlek over de muur schieten, die sneller kan gaan als de lichtsnelheid.

waarom omdat een bewegende lichtvlek niet anders is dan aparte fotonen die "toevallig" de muur raken net na elkaar en net naast elkaar

Jij snapt 'm, Warsocket.

Huh ? Alsof dat opgezochte antwoord uit de lucht is komen vallen.

Moet je eens voorstellen dat je een of andere reus bent van een lichtjaar lang. Hoe zou je licht dan waarnemen ?

Ja, oneindig snel. Of zo'n lampjessysteem ook te realiseren is is maar de vraag. Die lampjes zouden afhankelijk van elkaar aan en uit moeten gaan, en dus op een of andere manier verbonden moeten zijn. Een verbinding sneller dan het licht dus.

Niet noodzakelijkerwijs, het ene lampje heeft geen informatie van het andere lampje nodig; je moet alleen de lampjes zodanig afstellen dat het benodigde patroon gevormd wordt. De informatie komt hier dus van buitenaf en gaat dus niet sneller dan de lichtsnelheid.

De afhankelijkheid moet toch ergens vandaan komen ?

Dus? Voorprogrammeren? Timer?

En waar is de klok dan ? Of hetgeen dat de programma's draait ? Ergens moet naar gerefereerd worden.

Nee, want de lampjes zijn nu juist onafhankelijk.

stel al doe je het draadloos

je kan lampen zelfs tegelijk laten aangaan
maar ook net iets korter na elkaar

stel je stuurt die signalen dat de lampen na elkaar aan een uitgaan

dus op heel weinig nano seconde

dan duurt het allen de lichtsnelheid voordat elk signaal de lamp bereikt
maar de lampen zelf doen hun originele patroon nog.

Als jouw bewering klopt zou er op aarde maar 1 event tegelijkertijd kunnen gebeuren, maar events kunnen simulataan gebeuren

*of hoe het ook mag heten in quantummechanica*

maar wat als je de lichtstraal nou vervangt door een (erg lange) stok, en deze beweegt met dezelfde snelheid als de lichtstraal deed?

Dat gaat niet want dan beweegt het uiteinde van de stok sneller dan de lichtsnelheid en dat mag niet.

een vraagje

theoretich experiment

alles is compleet wrijvingsloos

stel dat je zon stok hard ronddraait uiteinde met lichtsnelheid (of igg bijna precies lichtsnelheid kan niet)

dan heb je een lange balk van laten we zeggen 0.1 gram en een kilometer lang

whatever gewoon lang een verdomt licht

en tijdens het draaien koppen je die ineens aand e stok

verlaagt de snelheid vna de stok abrubt zodat het uiteinde net niet met lichtsnelheid beweegt

en zo ja (waar ik van uit ga), wat gebeurt er dan met de energie die er uit vrijkomt (dingen die afremmen geven energie vrij (op tachionen na dan))

vraag 1 waar is die energie gebleven

vraag 2 als je die balk loskoppeld

versnelt de ronddraaiende stok dan weer tot bijna lichtnelheid

zo ja, waar is dan de energie gebelven toen de balk eraan vast zat,

want die wordt dan ineens weer vrijgegevren als de balk losgekoppeld wordt


vraag 3 kortom als mijn 2 aannames kloppen waar gaat de energie dan heen als de balk wordt sangekoppeld (dei weer vrijkomt als de balk weer losgekoppeld wordt)

gr, Bram

Probeer het morgen nog eens als je nuchter bent, zo snap ik er niet veel van. ;)

ik was nuchter, ik drink niet meer magoed miss tast risk je verstand aan :P

poging 2:
*overal waar c staat bedoel ik de benaderde lichtsnelheid want precies c kan je nooit halen

alles gaat compleet vrijvingsloos

http://members.home.nl/warsocket-pics/q.GIF

Hierbij is rood een heel zware en korte balk
en blauw een heel lange en extreem lichte.
beide balken kunnen niet breken en of buigen tijdens dit experiment.

k het uiteinde van de rode blak gaat met v=c rond op een gegeven moment. wordt de blauwe blak ineens aangekoppeld (terwijl rood nog gewoon met V=c ronddraait)

Ik denk dat dan de blak dus absurd vertraagt zodat uiteinde van blauwe balk met V = c rondraait (ookal weeg blauwe balk miss 1*10^-20 kg en is 100 m lang)

Wat gebeurt er waneer de baluwe balk dan ineens wordt losgekoppeld?

Versneld de rode blak dan weer zo dat het uiteinde weer V = c
bereikt?

Zo ja waar is de energie dan gebeleven toen de blauwe balk werdt vastgemaakt?


ik neem aan toch gewoon in de beweging van de rode balk (moment heete dat geloof ik) maar omdat er zoveel energie nodig is om iets dat zo dicht tegen de lichtsnelheid aanzit rond te draaien kan een superlicht balk wel voor een fikse vertraging in het draaien zorgen

heb ik hier gelijk in deze redenering?

zo beter :P ?

gr,
Bram

Als de blauwe balk wordt vastgekoppeld, gaat het geheel wat langzamer om te voldoen aan behoud van energie. Als de balk wordt losgekoppeld slingert de blauwe balk weg. Als je de blauwe balk tot stilstand wilt brengen moet je arbeid van buitenaf uitoefenen.

dat bedoel ik niet precies

stel de rode balk is 1 meter lang en weegt 10000 kg

de blauwer balk is 0.001 gram en is 10 km lang

het uiteinde van de rode blak draait met nadegoeg lichtdnelheid rond

als je dan uiteide van rode blak blijft meten dan zou de balk ineens absurd vertragen, omdat het uiteinde van de blauwe blak niet sneller mag als de lichtsneheid

maar als je de blauwe dan losmaakt geld dan nogsteeds dat de rode blak dan weer op bijna lichtsnelheid gaat draaien?

en ten 2e het als het zo is druist het erg tegen mij geveol en tegne gewone forumles in dat ten 1e die blak zo hard afremt na het aankoppelen en weer zo hard gaat draaien na het loskoppelen.

heeft dat dus ermee te maken dat alles veel zwaarder wordt naarmate het sneller gaat?


en extra vraagje

alles kan net niet oneindig zwaar worden
maar in principe kun je iets zo zwaar maken wat je wilt, als je het maar snel geneog laat gaan ?

De rode balk zal 'vertragen' en het uiteinde van de blauwe balk zal v=c krijgen. Hiervoor gaat een deel van de energie van de rode balk naar de blauwe balk. Wanneer je deblauwe balk loskoppelt krijgt de rode balk niet z'n energie terug. De blauwe balk houdt die energie, en zal omdat er geen middelpunt zoekende kracht wordt geleverd, in een rechte lijn van het middelpunt van dat zwarte ronddraaiding wegschietengaan/geslingerd worden, hoe je het wil noemen. De rode balk zal met z'n langzamere draaisnelheid blijven draaien.

Lijkt me.

Of lijkt dat maar zo ?

iig sneller als de 2 apparte events na elkaar kunnen gebeuren als met de lichtsnelheid ertussen


ander wil jij zeggen dat als ik een boer laat de zon 8.5 minutt geen kernreactie kan teweegbrengen ?

want zolang doet het licht erover, en dat kan vologens jouw vorige redenering niet

Niet, jouw boer en die zon zijn onafhankelijk van elkaar.

Hoe zou je een boer laten en zorgen dat iemand 1 seconde later op de zon (theoretisch gesproken, ik snap dat je daar normaal gesproken geen boeren laat) een boer laat ?

was een voorbeeld

maar die lampen zijn ook onafhankelijk van elkaar
das het hele punt ;)