RADAR killt Äther

[Harald Maurer]

Bewegter Empfänger existiert in meinem Beispiel überhaupt nicht

Natürlich existiert er. Dein "Reflexer" ist nichts anderes als ein Empfänger, der zum Sender wird, weil er das Empfangene reflektiert.

Dein Bildchen trifft daher nicht mein Beispiel, in welchem der Sender stets im Äther ruht und damit immer nur f1 abstrahlt.

Auch in meinem Bildchen ruht der Sender. Ob er auch im Äther ruht, ist unwesentlich, weil sich die gesamte Szene im Äther abspielt. Der Sender (die Radaranlage) ruht, das Kraftfahrzeug ("Reflexer") bewegt sich. Ganz einfache Situation.

Von einem im Äther ebenfalls stehenden Reflexer wird mit f1 empfangen und von diesem wieder mit f1 reflektiert.

Ja, richtig. Das ist auch der Fall, wenn Sender und Reflexer sich gleich im Äther bewegen, z.B. die Erdoberfläche sich gegen einen Äther bewegt (Ätehrwind) und den Äther nicht mitführt. Es kommt daher nur auf Relativbewegung an.

Ein in Richtung Sender mit v bewegter Reflexer empfängt mit f1(1+v/c) und reflektiert auch mit f1(1+v/c).

Falsch. Der bewegte Reflexer empfängt mit f1(1+v/c).
Und dann macht er, was jeder bewegte Sender macht: Er sendet die von ihm empfangene Frequenz nicht unverändert zurück, sondern mit neuerlichem Doppler-Effekt, denn der Ort der Abstrahlung verschiebt sich ständig in Richtung der auslaufenden Welle. Das ist der Punkt, den Du nicht verstehen willst. Ein Reflexer ist dasselbe wie ein Empfänger und Sender in einem. Ein reflektierendes Fahrzeug ist eine bewegte Quelle, weil es keine Rolle spielt, ob es irgendeine selbst erzeugte Lichtwelle abstrahlt oder eine empfangene. Wenn die empfangene schon aufgrund der Bewegung einen Doppler hat, so wird bei der Abstrahlung dieser Doppler nochmal auftreten. Vielleicht kann Dich ein Zitat aus dieser Seite http://www.wikiweise.de/wiki/Dopplereffekt überzeugen:

Jedoch tritt bei einem Radargerät der Doppler-Effekt zweimal auf. Einmal auf dem Weg von der Radarantenne zum bewegten Objekt. Wenn ein Radarwarnempfänger im Flugzeug dieses Signal empfangen würde, dann wäre hier die Sendefrequenz plus einer Dopplerfrequenz messbar, weil das Flugzeug sich beispielsweise auf das Radargerät zubewegt. Das Signal mit dieser Frequenz wird nun reflektiert. Diese reflektierte Energie (Sendefrequenz plus Dopplerfrequenz des Hinweges) erfährt auf dem Rückweg ein zweites Mal eine Doppler-Verschiebung. Am Radarempfänger kommt also die doppelte Dopplerfrequenz an.

Und beachte bitte den Einleitungssatz dieses Artikels:

Dopplereffekt, Veränderung der wahrgenommenen oder gemessenen Frequenz von sich mit konstanter Ausbreitungsgeschwindigkeit bewegenden Wellen jeder Art, während sich Quelle und Beobachter relativ zueinander bewegen.

Grüße
Harald Maurer

[Ernst]

Jedoch tritt bei einem Radargerät der Doppler-Effekt zweimal auf.

Natürlich; das hatte ich ja für das Polizeiradar angegeben. Beachte bitte, daß in dieser Lesart von em Wellen ohne Träger ausgegangen wird.

Dopplereffekt, Veränderung der wahrgenommenen oder gemessenen
Frequenz von sich mit konstanter Ausbreitungsgeschwindigkeit bewegenden Wellen jeder Art, während sich Quelle und Beobachter relativ zueinander bewegen.

Auch richtig. Aber der Dopplereffekt äußert sich in Medien quantitativ anders als in der Emission/SRT.

Ein Reflexer ist dasselbe wie ein Empfänger und Sender in einem.

Eben nicht. Das ist eine unzulässige Betrachtungsweise. Wie soll eine Wand im Wasser Wellen empfangen und wieder aussenden? Sie kann nur die Gestalt der reflektierten Welle (Wellenlänge) durch ihre Bewegung beeinflussen. Einfach, nicht doppelt.

Das alles hilft uns nicht richtig weiter. Erforderlich ist die kompetente mathematische Aussage für Wellen in Medien; beispielsweise in der Anwendung SODAR oder SONAR.

Gruß
Ernst

[Harald Maurer]

Beachte bitte, daß in dieser Lesart von em Wellen ohne Träger ausgegangen wird.

Es gibt keine Wellen ohne Träger. Einstein ab 1920: Zusammenfassend können wir sagen: Nach der allgemeinen Relativitätstheorie ist der Raum mit physikalischen Qualitäten ausgestattet; es existiert also in diesem Sinne ein Äther. Gemäß der allgemeinen Relativitätstheorie ist ein Raum ohne Äther undenkbar; denn in einem solchen gäbe es nicht nur keine Lichtfortpflanzung, sondern auch keine Existenzmöglichkeit von Maßstäben und Uhren, also auch keine räumlich-zeitlichen Entfernungen im Sinne der Physik. Dieser Äther darf aber nicht mit der für ponderable Medien charakteristischen Eigenschaft ausgestattet gedacht werden, aus durch die Zeit verfolgbaren Teilen zu bestehen; der Bewegungsbegriff darf auf ihn nicht angewendet werden.

Es gibt auf jeden Fall irgendeine Art von Träger. Dass er in der SRT nicht "benötigt" wird und schwer nachzuweisen ist, heißt nicht, dass es ihn nicht gibt. WENN die em-Welle eine Welle ist, dann HAT sie einen Träger. Abgesehen davon, dass das gar keine Rolle spielt, weil es keinerlei Unterschied zu Wellen in Medien gibt. Wasserwellen verhalten sich völlig identisch wie Lichtwellen. Sie werden völlig gleich von der Wellenlehre beschrieben und berechnet. Dopplereffekt, Beugung und Brechung etc. verläuft bei Wasserwellen völlig gleich wie bei em-Wellen.

Ein bewegter Reflexer im Wasser schickt die Frequenz von Wellen, die ihm entgegenkommen, ebenso mit doppeltem Doppler zurück wie es einer mit em-Wellen macht. Die Ursache ist ganz dieselbe wie beim Radar. Der erste Doppler entsteht dadurch, dass dem Reflexer die Wellen mit erhöhter Geschwindigkeit entgegen kommen (c+v), der zweite entsteht, weil die reflektierten Wellen in kürzeren Abständen abgesetzt werden. Für Geschwindigkeitsmessungen wird dieser Effekt aus begreiflichen Gründen nicht eingesetzt. Sonar arbeitet mit Schall, und diese Wellen unterscheiden sich nur in wenigen Punkten von anderen Wellen, so kann man sie z.B. nicht polarisieren, weil es Longitudinalwellen sind. Ansonsten werden sie von der Wellenlehre ganz ähnlich behandelt. Die meisten Messungen mit Wellen in Medien sind Laufzeitmessungen und keine durch Frequenzvergleich. Auch der Laser der Laserpistole von Polizisten arbeitet mit Laufzeit, und nicht mit Frequenzvergleich. Nur Radar ermöglicht letztere Methode. Ein Vergleich von Sonar, Sodar und Radar ist deshalb nicht möglich.

Aber der Dopplereffekt äußert sich in Medien quantitativ anders als in der Emission/SRT.

Nein, tut er nicht. Abgesehen davon, dass man em-Wellen aufgrund einer dummen Theorie "relativistisch" betrachtet, gibt es keinen Unterschied.

Das ist eine unzulässige Betrachtungsweise. Wie soll eine Wand im Wasser Wellen empfangen und wieder aussenden? Sie kann nur die Gestalt der reflektierten Welle (Wellenlänge) durch ihre Bewegung beeinflussen. Einfach, nicht doppelt.

Ja, die reflektierte Wellenlänge wird zu kürzeren Wellenlängen, weil bewegt reflektiert. Das ist aber schon der zweite Doppler-Effekt, denn der erste entstand durch die höhere Geschwindigkeit, mit der die Wellen ankamen (c+v). Du wirst doch zugeben, dass ein Reflexer eine höhere Wellenfrequenz empfängt, wenn er sich gegen diese bewegt als einer, der gegenüber diesen ruht. Und diese höhere Frequenz wird -wie Du ganz richtig sagst - durch die Bewegung beeinflusst, nämlich in kürzeren Abständen reflektiert. Das geschieht auch mit Wasserwellen. Durch Interferenz der einlangenden und ausgesandten Wellen kommt es zu ganz denselben "Problemen" wie beim Radar. Wenn man also wissen will, was em-Wellen tun, kann man sich einfach Wasserwellen ansehen. Dafür gibt es eine Reihe von Versuchen - und hier gibt es ein wenig Unterrichtsstoff für den Interessierten:

http://www.leybold-didactic.de/literatur/hb/d/p1/p1642_d.pdf : Huygenssches Prinzip an Wasserwellen
http://www.leybold-didactic.de/literatur/hb/d/p1/p1643_d.pdf : Ausbreitung von Wasserwellen in zwei verschiedenen Wassertiefen
http://www.leybold-didactic.de/literatur/hb/d/p1/p1644_d.pdf : Brechung von Wasserwellen
http://www.leybold-didactic.de/literatur/hb/d/p1/p1645_d.pdf : Doppler-Effekt an Wasserwellen
http://www.leybold-didactic.de/literatur/hb/d/p1/p1646_d.pdf : Reflexion von Wasserwellen an einem geraden Hindernis
http://www.leybold-didactic.de/literatur/hb/d/p1/p1647_d.pdf : Reflexion von Wasserwellen an gekrümmten Hindernissen
http://www.leybold-didactic.de/literatur/hb/d/p1/p1651_d.pdf : Zweistrahlinterferenz von Wasserwellen
http://www.leybold-didactic.de/literatur/hb/d/p1/p1653_d.pdf : Beugung von Wasserwellen an einem Spalt und an einem Hindernis
http://www.leybold-didactic.de/literatur/hb/d/p1/p1654_d.pdf : Beugung von Wasserwellen am Mehrfachspalt
http://www.leybold-didactic.de/literatur/hb/d/p1/p1655_d.pdf : Stehende Wasserwellen vor einer Reflexionswand

Erforderlich ist die kompetente mathematische Aussage für Wellen in Medien; beispielsweise in der Anwendung SODAR oder SONAR.

Wellen in Medien werden völlig gleich mathematisch behandelt wie em-Wellen. em-Wellen sind daher Wellen in einem Medium, das man lediglich willkürlich negiert.

Grüße
Harald Maurer

[Britta]

@Britta

Irgendetwas muß ja wohl Wellen im Raum transportieren - oder?

Und welches Irgendwas transportiert den durchs All fliegenden Felsbrocken?

Hallo Ernst,

ein Felsbroken ist Materie. Was hat der bezüglich der Art der Fortbewegung mit einer Welle zu tun?

Der Felsbroken könnte auch an Ort und Stelle verbleiben, bis ihn irgendetwas anzieht, die Welle würde sich trotzdem weiter bewegen.

[Ernst]

Ein bewegter Reflexer im Wasser schickt die Frequenz von Wellen, die ihm entgegenkommen, ebenso mit doppeltem Doppler zurück wie es einer mit em-Wellen macht. Die Ursache ist ganz dieselbe wie beim Radar. Der erste Doppler entsteht dadurch, dass dem Reflexer die Wellen mit erhöhter Geschwindigkeit entgegen kommen (c+v), der zweite entsteht, weil die reflektierten Wellen in kürzeren Abständen abgesetzt werden.

Ja, die reflektierte Wellenlänge wird zu kürzeren Wellenlängen, weil bewegt reflektiert. Das ist aber schon der zweite Doppler-Effekt, denn der erste entstand durch die höhere Geschwindigkeit, mit der die Wellen ankamen (c+v).

Das ist eine Trennung von Ursache und Wirkung. Die Ursache, daß der Reflexer mit (c+v) "empfängt", ist ja seine Bewegung im Medium mit v. Desgleichen ist die Wirkung (Reflexion) mit diesem gleichen v behaftet. Da wird nur ein immer gleiches v weitergereicht; woher soll da eine Verdopplung kommen?
Ich denke, Du nimmst hier eine Mechanismus an, der für das Emissionsmodell gilt, nicht aber für Medien.

Danke für die links; zum Faktor 2 aber leider nicht aussagend.

Auch der Laser der Laserpistole von Polizisten arbeitet mit Laufzeit, und nicht mit Frequenzvergleich.

Richtig. Ich hatte aber nicht von Laserpistole, sondern vom PolizeiRADAR gesprochen, welche in der Tat den Dopplereffekt auswerten. (DopplerRadar).

Gruß
Ernst

[Harald Maurer]

Ich denke, Du nimmst hier eine Mechanismus an, der für das Emissionsmodell gilt, nicht aber für Medien.

Ich nehme überhaupt nichts an, sondern diese Verdoppelung des Dopplers bei Wellen im Allgemeinen und em-Wellen im Besonderen ist allgemeine Physik.

Beachte bitte, daß in dieser Lesart von em Wellen ohne Träger ausgegangen wird.

Wenn Deiner Meinung nach Wellen mit Träger nichts verdoppeln, wie funktioniert das denn mit Wellen ohne Träger???

Grüße
Harald Maurer

[Ernst]

Ich nehme überhaupt nichts an, sondern diese Verdoppelung des Dopplers bei Wellen im Allgemeinen und em-Wellen im Besonderen ist allgemeine Physik.

Em-Wellen, keine Frage. Siehe Polizeiradar.
Wellen allgemein: Bei Wellen in Medien bezweifle ich das eben. Wo steht die Verdopplung für diesen Fall geschrieben in der "allgemeinen Physik"?

Wenn Deiner Meinung nach Wellen mit Träger nichts verdoppeln, wie funktioniert das denn mit Wellen ohne Träger???

Em Wellen sind nach allgemeiner Physik Wellen ohne Träger.
Wo kein Träger ist, können nur ballistische Gesetze gelten. Wie da der Faktor 2 leicht zu erkennen ist, hatte ich ja beschrieben.
Ein Faktor von näherungsweise 2 für v<<c ergibt sich übrigens auch aus der SRT, die ja ebenfalls keinen Lichtträger kennt.

Gruß
Ernst

[Heinrich Katscher]

Em Wellen sind nach allgemeiner Physik Wellen ohne Träger.

Wo kein Träger ist, können nur ballistische Gesetze gelten.

3 Kompetenzfragen an Ernst:

Was ist "Allgemeine" Physik ?
Was bewirkt die Ausbreitung von Wellen in trägerlosen Räumen ?
Was hält ballistische Körper, die ruhen (sich nicht bewegen), im trägerlosen Raum ?

Heinrich Katscher, Prag

[Trigemina]

Abgesehen davon, dass das gar keine Rolle spielt, weil es keinerlei Unterschied zu Wellen in Medien gibt. Wasserwellen verhalten sich völlig identisch wie Lichtwellen. Sie werden völlig gleich von der Wellenlehre beschrieben und berechnet. Dopplereffekt, Beugung und Brechung etc. verläuft bei Wasserwellen völlig gleich wie bei em-Wellen.

Das meinst du ernsthaft?

Wenn sich wie du behauptest elektromagnetische Wellen genau gleich wie Schall- oder Wasserwellen ausbreiten, müssten die Maxwell-Gleichungen über die Galilei-Transformation in eine kovariante Form gebracht werden können, was aber nur über die Lorentz-Transformation möglich ist.

Gruss

[Harald Maurer]

Das meinst du ernsthaft?

Ja, ganz ernsthaft

Wenn sich wie du behauptest elektromagnetische Wellen genau gleich wie Schall- oder Wasserwellen ausbreiten, müssten die Maxwell-Gleichungen über die Galilei-Transformation in eine kovariante Form gebracht werden können, was aber nur über die Lorentz-Transformation möglich ist.

Die Wellengleichung hat für elastische Wellen und em-Wellen dieselbe Form. Würde man fordern, dass Schallwellen in jedem Bezugssystem gleich schnell gemessen werden, müsste man auch hier so eine Art Lorentztrafo erfinden. Schallwellen dürfen hingegen c+/-v Geschwindigkeiten haben; dass em-Wellen dies nicht haben sollen, ist bloß ein Postulat unter der Prämisse des Relativitätsprinzips. Dass die Maxwell-Gleichungen, die für den Äther geschaffen waren und eine isotrope Lichtausbreitung zeigten, nicht galileitransformiert werden können, weil dadurch die Lichtausbreitung anisotrop würde, ist ein mathematisches Problem und hat mit der Behandlung von Welleneigenschaften an und für sich nichts zu tun. Die Frage war, ob der Faktor 2, der mit der Geschwindigkeitsmessung mittels Dezimeterwellen (Radar) eine Rolle spielt, weil der Doppler-Effekt sowohl beim Welleneinfang als auch bei der Wellenerzeugung durch einen "Reflexer" entsteht, auch allgemein bei Wellen in Medien (z.B. Wasserwellen) vorliegt- und diese Frage habe ich bejaht, wogegen Ernst offenbar von einer Art ballistischer Wellen ausgeht und meint, dieser doppelte Doppler wäre nur ballistisch erklärbar.

Ehe Du also wieder mit der SRT und der Lorentztrafo hereinschneist, könntest Du dich ja mit der Grundfrage befassen und eine Meinung zu diesem doppelten Doppler abgeben, bei dem es m.E. keine Rolle spielt, ob man ein Trägermedium annimmt oder nicht. Auch die unterschiedliche Erklärung für den D.Effekt (SRT=Zeitdilatation contra ballistische Wellen oder Teilchen, oder Wellen im Medium) spielt keine Rolle, weil quantitativ überall nahezu dasselbe herauskommt.

Was Ernst nicht verstehen will, ist, dass Wellen in Medien ganz denselben Faktor 2 aufweisen, wenn sie von einem bewegten Reflexer zurückkommen. Dieser Faktor 2 ist hier sogar leichter zu verstehen als bei den angeblich trägerlosen em-Wellen. Ein bewegter Reflexer kommt den Wasserwellen entgegen und fängt sie daher mit kürzerer Wellenlänge ein. Es wird daher eine höhere Frequenz reflektiert, aber sie wird während einer Bewegung reflektiert, d.h. diese reflektierte Welle bekommt abermals eine kürzere Wellenlänge, ergo höhere Frequenz. Zum Sender kommt daher auch jede Welle im Medium nach einer Reflexion am bewegten Reflexer mit dem zweifachen Doppler E. zurück.

Bewegter Wellenempfang und bewegte Wellenerzeugung kann man nicht in einen Vorgang zusammenfassen, um damit nur einen einzigen Doppler Effekt zu begründen. Wäre das so, gäbe es keinen Unterschied zwischen einem ruhenden und einem bewegten Reflexer - beide würden dieselbe Frequenz zurücksenden, die sie erhalten. Das kann schon aufgrund der Impuls- und Energieerhaltung nicht der Fall sein. Abgesehen davon, dass sich auch vor dem bewegten Reflexer eine stehende Welle bilden müsste und wir damit eine stehende Welle hätten, obwohl sich die Distanz zwischen Sender und Reflexer kontinuierlich verändert! Wellen sind Wellen, und Maxwell oder Lorentz haben hier vordergründig gar nichts zu bedeuten.

Ich sage, Wellen in Medien und Wellen, die angeblich ohne Träger funktionieren, verhalten sich bei Reflexion am bewegten Reflexer gleich - zumindest was den Faktor 2 betrifft.

Was ist falsch an meiner Behauptung