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Archiv

2004 bis 2009 ab 2010

Wie wird ein Archiv angelegt?

Dieser Artikel wurde ab Januar 2010 in der Qualitätssicherung Physik unter dem Titel „Lichtgeschwindigkeit (Einleitung)“ diskutiert. Du findest die Diskussion entweder am ursprünglichen Ort oder im Archiv, andernfalls kannst du sie hier suchen.

Der Begriff Ruhemasse ist heutzutage ja streng verpönt, aber irgendwas in der Richtung wird halt einfach benötigt. Hier im Artikel werden diejenigen Teilchen angesprochen, die immer nur mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sind, wie Photonen. Früher hat man sie von anderen Teilchen, wie Elektronen, dadurch unterschieden, dass man gesagt hat, ihre Ruhemasse sei Null, und eigentlich hat auch jeder verstanden, was gemeint ist. Jetzt dürfen wir aber dieses pöse Wort nicht mehr benutzen. Da stand also im Artikel was von einer "(nicht) von Null abweichenden Masse". Nun ja, wenn ein Photon sich mit c durchs All bewegt, weisen wir ihm durchaus eine Masse zu, nämlich je nach seiner Frequenz eine Energie, die direkt als Masse interpretierbar ist. Also kann der unterstellte Fall von m=0 eigentlich nie eintreten. Dann ist aber auch die Formulierung mit der von Null abweichenden Masse irreführend und falsch. Wie in aller Welt soll man es also fugendicht und verständlich anders formulieren als mit der guten alten Ruhemasse? --PeterFrankfurt 01:56, 3. Nov. 2011 (CET)Beantworten

Das simple E=mc^2 gilt eben nur im Ruhesystem des betrachteten Objekts. Wenn es sich bewegt, muss man die allgemeinere relativistische Energie-Impulsbeziehung nehmen:

Wobei der Viererimpuls, während der normale Dreier-Impuls des Objekts ist. Für ein Objekt, das sich im gleichen Inertialsystem befindet, wie die Beschreibung, ist . Dann erhält man die bekannte Äquivalenz zwischen Masse und Energie. Photonen haben nun einen Impuls, dessen Betragsquadrat in jedem Inertialsystem gleich groß ist wie das Quadrat der Energie geteilt durch das Quadrat der Lichtgeschwindigkeit. Damit ergibt sich für ihre Masse der Wert Null, obwohl ihre Energie deutlich von Null abweicht.

Eine andere Masse als die Masse wird nicht benötigt.---<)kmk(>- 09:20, 3. Nov. 2011 (CET)Beantworten

Das geht nicht, ist nicht OmA-kompatibel. Es muss eine Formulierung in reiner Textform gefunden werden, die dem Leser den Unterschied zwischen Teilchen, die immer Lichtgeschwindigkeit haben, und anderen, die immer drunter bleiben, klar darstellen. Bisher wurde das mit Ruhemasse=0 und Ruhemasse>0 zufriedenstellend gelöst. Hierbei die Ruhemasse einfach durch Masse zu ersetzen, macht es aber grottenfalsch und verwirrt einen halbwegs informierten Leser komplett. --PeterFrankfurt 02:05, 4. Nov. 2011 (CET)Beantworten

Naja, „grottenfalsch“ ist es nicht (haben wir eine so knappe und dabei schöne Erklärung in einem Artikel irgendwo hier??) - allerdings stimme der sonstigen Kritik zu, für den Laien und auch den Halblaien ist die Ruhemasse ein durchaus sinnvoller Begriff. Es müssten sich auch beliebig viele Fundstellen in aktueller Fachliteratur finden lassen, wo dieser Begriff dementsprechend verwendet wird (GoogleBooks stimmt mir zu). Gruß, Kein_Einstein 09:25, 4. Nov. 2011 (CET)Beantworten

Es ist nicht nur nicht grottenfalsch, sondern goldrichtig. Man kann tatsächlich bedenkenlos überall, wo von Teilchen die Rede ist, das Wort "Ruhemasse" durch "Masse" ersetzen.---<)kmk(>- 21:34, 4. Nov. 2011 (CET)Beantworten

Ich bezweifele, dass die Verwendung des Begriffs "Ruhemasse" den Laientest besser besteht, als die Aussage dass die Masse von bestimmten Teilchen Null ist. Ganz im Gegenteil suggeriert es die Existenz einer von der Ruhemasse abweichenden "Unruhemasse". Und es legt die Vermutung nahe, dass Ruhemasse in der SRT etwas grundsätzlich anderes sei als die Masse der klassischen Mechanik. Beides ist für ein Verständnis der SRT nicht wirklich förderlich.

Wenn überhaupt, verwirrt m=0 Leute, die die Formel E=mc^2 auf Fälle anwenden, für die sie eben nicht gilt. Die Folgerung für die Wikipedia kann nicht sein, an allen möglichen Stellen auf Verdacht den obsoleten Begriff der Ruhemasse zu verwenden. Ganz allgemein ist eine Enzyklopädie kein Platz für Kindermärchen. Vielmehr sollte im Artikel zur Äquivalenz ausdrücklich auf den Gültigkeitsbereich hingewiesen werden. Und im Artikel Photon könnte dargestellt werden, warum statt E=mc^2 in diesem Fall die allgemeinere Energie-Impuls-Beziehung verwendet werden muss.

Zur Google-UInterstützung: In der dritten Fundstelle erklärt mit dem Tipler eines der wichtigsten Lehrbücher der Physik, warum es "Ruhemasse" nicht verwendet.---<)kmk(>- 21:27, 4. Nov. 2011 (CET)Beantworten

Ich nehme mir aber auch im Namen aller Omas das Recht heraus, immer die Formel E=mc2 anzuwenden. Auch Teilchenphysiker reden den ganzen Tag nur von Massen ihrer Teilchen, auch wenn dann konkret Energieangaben in eV folgen. Diese Masse wird einfach nicht Null, und Du kannst das nicht wegdiskutieren. Was da nun bei gewissen Teilchen wie den Photonen Null wird, ist nach herkömmlicher Diktion die Ruhemasse, um sie von der "Energiemasse" (meine spontane Wortschöpfung, bitte nicht drauf rumreiten) zu unterscheiden, muss sie irgendeinen Namen bekommen. Einfach "Masse" geht wirklich nicht, weil die eben gerade nicht Null wird. Wenn man einen anderen, eingängigen Namen anstelle von Ruhemasse fände, könnte man der Malaise entkommen, so schüttet man aber das Kind mit dem Bade aus. --PeterFrankfurt 02:15, 5. Nov. 2011 (CET)Beantworten

Wenn Teilchenphysiker von Masse reden, ist damit mitnichten eine Größe gemeint, die von der Wahl des Inertialsystems abhängt. Vielmehr geht es dabei um die unter Lorentztransformation invariante Größe realer, oder virtueller Teilchen gemeint, die man eben "Masse" nennt. Ja, auch dann, wenn sie es in der Einheit eV angeben. Das liegt daran, dass Teilchenphysiker häufig natürliche Einheiten mit c=1 benutzen. Was Du "Energiemasse" wortschöpfst, haben andere schon "relativistische Masse" genannt und verworfen. Siehe den Artikel, den ich Dir auf der Benutzerdiskussion verlinkt habe.---<)kmk(>- 03:11, 12. Nov. 2011 (CET)Beantworten

Es bleibt aber dabei: So ein Theoretiker-Glasperlenspiel bringt der Oma rein überhaupt gar nichts. Für jeden Nichtphysiker ist das ein kompletter, unverständlicher Widerspruch. Den müssen wir irgendwie auflösen, entweder mit dem jahrzehntelang bewährten Begriff Ruhemasse oder irgendeiner aktuellen Wortschöpfung. Aber ganz ohne geht es halt nicht. --PeterFrankfurt 03:38, 12. Nov. 2011 (CET)Beantworten

Die Energie-Impulsbeziehung ist mitnichten ein Glasperlenspiel. Es ist eine zentrale Formel der RT, die man nicht ungestraft ignoriert. Für den Spezialfall das man ein Objekt in seinem Ruhesystem beschreibt, ergibt sie das E=mc^2. Aber das hatten wir schon. Lies doch einfach mal Einstein, Halliday, oder Okun. Alternativ nimm einen beliebigen anderen Lehrbuchklassiker. Selbst wenn dort das Wort "Ruhemasse" verwendet wird, gibt es mit Sicherheit keinen Unterschied zum Begriff "Masse". Und bitte höre auf, die Leser Ohne die Mindeste Ahnung für Deine Bauchschmerzen in Anspruch zu nehmen. Ohne die mindeste Ahnung weiß man nichts von der Äquivalenz von Masse und Energie. Entsprechend schwer fällt es, diese Äquivalenz fehlerhaft anzuwenden.---<)kmk(>- 04:19, 12. Nov. 2011 (CET)Beantworten

Kurze Einwürfe:

1) Inhaltlich: E=mc^2 wird heutzutage in der 8./9. Klasse unterrichtet, wenn ein Leser sich an solche Themen heranwagt, wo Ruhemasse auftauchen könnte, hat er in der Regel wohl schon davon gehört.

2) Verfahrenstechnisch: Bevor sich die Diskussion hier weiter im Kreis dreht (oder gar eskaliert) wäre ein anklopfen bei der Redaktion Physik oder bei der 3M (da sind evtl. mehr omAs) sinnvoll, oder? Grüße Kein_Einstein 11:29, 12. Nov. 2011 (CET)Beantworten

Möchte nur sagen, dass ich es sinnvoll finde, so wie es ist: Die relativistische Masse benutzt meines Erachtens heute so gut wie keiner mehr und taucht auch in Lehrbüchern höchstens als historische Notiz auf. Stattdessen nutzt man eben die Energie, ein Faktor von c oder c² ist ja nun wirklich völlig egal. Auch in diesem Artikel sollte man nicht solche veralteten Konzepte verwenden, wenn man einmal darauf hinweist, dass die Ruhemasse als intrinsische Eigenschaft des Teilchens gemeint ist, reicht das. --Chricho ¹ 02:56, 18. Feb. 2012 (CET)Beantworten

"Die Lichtgeschwindigkeit ist die höchste Geschwindigkeit, mit der sich eine Ursache auswirken kann"

- Ich frage mich wie in diesem Zusammenhang die Gravitation gesehen wird? Soll heißen, wie schnell reagiert ein im leeren Raum befindliches Objekt auf eine (aus welchen Gründen auch immer) plötzlich auftretende Verstärkung/Verminderung einer nahen Gravitationsquelle? --91.46.62.161 14:21, 23. Jan. 2012 (CET)Beantworten

Naja. Mit Lichtgeschwindigkeit halt. Will meinen: Wenn plötzlich die Sonne nicht mehr da wäre, würde sich die Erde noch gut 8 Minuten lang weiter wie gewohnt bewegen, bevor sie dann geradlinig in das dunkle Weltenall rauscht. Kein Einstein 14:33, 23. Jan. 2012 (CET)Beantworten

Danke --91.46.62.161 14:52, 23. Jan. 2012 (CET)Beantworten

Aus aktuellem Revert-Anlass: Wikipedia folgt bei der Wahl des Lemmas derjenigen der Fachliteratur. Bei der Entscheidung zwischen den Synonymen "Lichtgeschwindigkeit" und "Vakuumlichtgeschwindigkeit" hat das kürzere Wort mit großem Abstand die Nase vorn.---<)kmk(>-21:43, 14. Feb. 2012 (CET)Beantworten

Du irrst, es geht hier nicht um ein "Lemma" sondern um den Namen einer physikalischen Konstante. Die "Lichtgeschwindigkeit im Medium" ist kein Synonym für die "Lichtgeschwindigkeit im Vakuum", wie kommst du auf dieses schmale Brett? Der Name dieser physikalischen Konstante ist "Vakuumlichtgeschwindigkeit" oder auch "Speed of light in vacuum" (CODATA, NIST) oder "Lichtgeschwindigkeit (Vakuum)" (PTB), "The symbol, c0 (or sometimes simply c'), is the conventional symbol for the speed of light in vacuum.", "...the speed of light in vacuum c₀...", "the value of the speed of light in vacuum c₀ = 299 792 458 m/s" (SI, BIPM [1]).

Der einzige Name, der hier in Frage kommt, ist der Name des Artikels "Vakuumlichtgeschwindigkeit", der zu diesem Artikel weiterleitet. Wir können die Infobox auch hier löschen. -- Pewa 22:45, 14. Feb. 2012 (CET)Beantworten

Mensch redet (und editiert) doch nicht andauerend aneinander vorbei; das nervt! Kai-Martin hat absolut recht, dass das Lemma (also der Name des Artikels) Lichtgeschwindigkeit heißen sollte, weil der Artikel nicht nur (aber eben auch) über die Vakuumlichtgeschwindigkeit spricht. Pewa hat andererseits völlig recht, dass die Infobox Physikalische Konstante in diesem Artikel natürlich über die Vakuumlichtgeschwindigkeit (die auch häufig einfach Lichtgeschwindigkeit genannt wird) spricht, weil die Lichtgeschwindigkeit im Medium i.a. keine Konstante ist. Mein Vorschlag: in der Infobox wieder auf Vakuumlichtgeschwindigkeit revertieren und als Formelzeichen im ganzen Artikel (und damit auch in der Box!) immer schreiben, wenn die Vakuumlichtgeschwindigkeit gemeint ist (mit Ausnahme in dem Satz der Einleitung, der erwähnt, dass je nach Literatur unter "Lichtgeschwindigkeit " sowohl die "Vakuumlichtgeschwindigkeit ", als auch die "Lichtgeschwindigkeit im Medium " gemeint sein können). --Dogbert66 08:38, 15. Feb. 2012 (CET)Beantworten

bei nochmaligem Hinsehen: einheitliche Verwendung von explizitem im ganzen Artikel wäre dann doch unschön, da man beim Setzen von zwar die Vakuumlichtgeschwindigleit meint, aber so gut wie nie explizit schreibt. --Dogbert66 08:50, 15. Feb. 2012 (CET)Beantworten

Es gibt kein Standesamt, oder Register für physikalische Konstanten, das ähnlich wie bei Personen, oder Schiffen einen verbindlichen Namen vergeben würde. Einen vom Sprachgebrauch abweichenden Namen kann es daher nicht geben. Der Sprachgebrauch für den in deisem Artikel dargestellten Begriff ist eindeutig, siehe die oben bereits verlinkte ngram-Statistik.---<)kmk(>- 23:05, 16. Feb. 2012 (CET)Beantworten

Du solltest dich bei Gelegenheit mal mit den physikalischen Grundlagen und den Begriffen "Brechungsindex", "Dispersion", etc. befassen. Dabei würdest du feststellen, dass die Lichtgeschwindigkeit eine Variable ist, die vom Medium, der Frequenz, Temperatur, etc. abhängig ist. Nur die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist eine physikalische Konstante und deswegen heißt sie auch so. -- Pewa 14:32, 17. Feb. 2012 (CET)Beantworten

Ich wäre für Dagobert66's Vorschlag (mit Anmerkung) ... Also die Konstante in der Box Vakuumlichtgeschwindigkeit, weil's einfach exakter ist. Der Artikel kann ruhig Lichtgeschwindigkeit heißen, a) weil's üblich ist und man sonst eher von "LG im Medium" spricht, wenn man explizit nicht c im Vakuum meint (zumindest kenne ich das eher so) und wichtiger b) weil c_medium explizit erläutert und anders genannt wird. Insofern: alles gut! In der Einleitung wir die Tatsache, dass c hier die LG im Vakuum bezeichnet mehr als deutlich gewürdigt. Regt Euch 'ned uff, --Jkrieger 09:40, 17. Feb. 2012 (CET)Beantworten

Wer wie die Infobox die Konstante meint, meint offensichtlich nicht die Geschwindigkeit von sichtbaren elektromagnetischen Wellen unter spezifischen Umständen. Entsprechend überflüssig sind entsprechende Zusätze. Wichtiger und für die hiesige Wortwahl entscheidend, ist der Sprachgebrauch in der Fachliteratur. Und da ist eindeutig die "Lichtgeschwindigkeit" ohne jeden Zusatz dominierend. Wer es nicht glaubt, möge die ersten hundert Googelbooks-Fundstücke abklappern.---<)kmk(>- 02:55, 25. Feb. 2012 (CET)Beantworten

Bitte unterlasse deine Manipulation der QS-Diskussion durch Änderung des Namens dieses Abschnitts, der dort unter diesem zutreffenden Namen verlinkt ist.

Die Konstante "Lichtgeschwindigkeit im Vakuum" meint den speziellen Umstand "im Vakuum". Welchen Teil davon verstehst du nicht? -- Pewa 09:26, 25. Feb. 2012 (CET)Beantworten

Der einleitende Definitionssatz wurde nun geändert in

„Die Lichtgeschwindigkeit ist in den heute allgemein anerkannten physikalischen Theorien die höchste Geschwindigkeit, mit der Information durch den Raum übertragen werden kann.“

Ich kenne die Lichtgeschwindigkeit als die Geschwindigkeit von Licht. Die Obergrenze bezieht sich zunächst auf die Geschwindigkeit von Materie und masselosen Feldern, und nur daraus resultierend auch auf die Übertragungsgeschwindigkeit von Information. Für die neue Definition über den Begriff "Information" hätte ich gerne einen Beleg.-- Belsazar 08:02, 18. Feb. 2012 (CET)Beantworten

Ganz glücklich bin ich damit auch nicht, aber es ist jedenfalls besser als die alte, die über Ausbreitung einer „Ursache“ spricht. Prinzipiell halte ich das für sinnvoll, gleich am Anfang die universelle Bedeutung hervorzuheben. --Chricho ¹ 13:46, 18. Feb. 2012 (CET)Beantworten

Ich halte den aktuellen ersten Satz für eine schlechtere Wahl als den vorherigen:

"Die Lichtgeschwindigkeit ist die höchste Geschwindigkeit, mit der sich eine Ursache auswirken kann.

• Information hat den Nachteil, das ihre konkrete Bedeutung von demjenigen abhängt, der die Information interpretiert. Das spielt für die Lichtgeschwindigkeit zwar keine Rolle, lässt aber die Definition komplexer als nötig erscheinen.
• Bei "Information" denke ich erstmal an Datenübertragung, Computer, Internet und vielleicht noch Funk. Die Bedeutung der Lichtgeschwindigkeit als obere Grenzgeschwindigkeit ist aber weit allgemeiner.
• Der Verweis auf "heute allgemein anerkannte physikalische Theorien" deutet eine Unsicherheit an, die es de facto nicht gibt.
• Das "durch den Raum" ist im Begriff "Geschwindigkeit" bereits enthalten.
• Die Wortwahl von Ursachen, die sich auswirken (nicht ausbreiten), nimmt direkten Bezug auf das Kausalitätsprinzip. Dieses ist umgekehrt der tiefere Grund, warum Ursachen sich nicht schneller als Lichtgeschwindigkeit auswirken können. Damit wird der Kern dessen getroffen, was die Bedeutung der Lichtgeschwindigkeit ausmacht.

@Belsazar: Übertragene Information kann Ursache für lokale Handlungen sein, die abhängig von der Information getätigt werden. Von daher ist die Gleichsetzung der maximalen Übertragungsgeschwindigkeit mit der Lichtgeschwindigkeit schon korrekt.

Wenn nicht noch stark Argumente für eine Definition über die Information kommen, werde ich den ersten Satz in den nächsten Tagen wieder auf die Version vom 13. Februar 2012 setzen.---<)kmk(>- 04:24, 19. Feb. 2012 (CET)Beantworten

Ich bin von beiden Varianten nicht so recht überzeugt. Die Probleme der informationsbasierten Definition sehe ich genauso. Bzgl. der Definition über die Auswirkung der Ursache sehe ich das Problem dass da zwei Konzepte (1.) c als Eigenschaft von Licht und 2.) Kausalitätsprinzip bzw. Antezendenzprinzip) in einem verbunden werden, die logisch zunächst unabhängig sind. Ein erste grobe Suche nach Definitionen in der Literatur deutet mir eher darauf hin, dass die Lichtgeschwindigkeit in der Regel als die Geschwindigkeit von Licht definiert ist (siehe z.B. Gerthsen,Schröder SRT). In der zweitgenannten Referenz wird zunächst sogar genau aus dem Grund zwischen der Lichtgeschwindigkeit c und einer Grenzgeschwindigkeit Sigma unterschieden, die Geschwindigkeiten werden erst in einem zweiten Schritt unter der Annahme m=0 gleichgesetzt. Allerdings habe ich zugegebenermassen nur kurz gesucht und möchte daher nicht ausschliessen, dass es die Definition über Ursache / Wirkung in der Literatur auch oft gibt. Hast Du ein paar einschlägige Belege?--Belsazar 08:57, 19. Feb. 2012 (CET)Beantworten

Du hast schon Recht, dass „Information“ evtl. verwirrt. Aber Ursache tut es eben erst recht: Von Ausbreitung einer Ursache spricht normalerweise niemand. Zudem hängt es eben sehr stark von der Interpretation der Theorie ab, was man als Ursache und was als Wirkung interpretiert wird. Abgesehen davon finde ich es nicht gerade physikalisch, von vorne herein einen universellen, lokalisierbaren Kausalitätsbegriff vorauszusetzen. Dass eine übermäßige Unsicherheit suggeriert würde, sehe ich nicht, sie ist eben Teil der heute am besten bestätigten Theorien. „Durch den Raum“ habe ich eingefügt, um „Geschwindigkeit“ für den unbedarften Leser zu konkretisieren, man spricht von „Geschwindigkeit“ auch schonmal in anderen Bedeutungen (für Frequenzen o.ä.). Die Definition über das Licht scheint mir nun aber auch passender für den ersten Satz, so ist es historisch definiert worden, so machen es auch einige Bücher (eine Annahm eder Universalität der Lichtgeschwindigkeit setzt ja zum Beispiel eine solche schon voraus), die allgemeinere Bedeutung sollte man dann aber spätestens im zweiten Satz aufführen. --Chricho ¹ 10:23, 19. Feb. 2012 (CET)Beantworten

Der Begriff der Lichtgeschwindigkeit wurde und wird durch unterschiedliche Erkenntnisse und Theorien geprägt:

1. Zuerst ist der Begriff Lichtgeschwindiglkeit dadurch geprägt, dass Licht sich nicht instantan, sondern mit einer endlichen Geschwindigkeit ausbreitet, die vom Medium und weiteren Parametern abhängig ist und genau gemessen werden kann.
2. Die Standardtheorie, dass sich Licht im Vakuum mit einer konstanten Geschwindigkeit ausbreitet, die gleich der maximalen Geschwindigkeit ist, mit der sich jede Form von Energie im Raum ausbreiten kann. (Jede Ausbreitung von Information ist mit der Ausbreitung von Energie verbunden.)
3. Die zunächst revolutionäre Theorie (SRT), dass die Vakuumlichtgeschwindigkeit eine universelle Naturkonstante ist, die in jedem Inertialsystem mit dem gleichen Wert gemessen wird.
4. Schließlich die Erkenntnis der ART, dass die Vakuumlichtgeschwindigkeit auch in allen beschleunigten Bezugssystemen lokal mit dem gleichen Wert gemessen wird und dass sie in beschleunigten Bezugssystemen im Vergleich mit Inertialsystemen niedriger ist.

Das ist schon wieder ein Begriff, den man nicht in einem Satz vollständig erklären kann. also sollte man es auch nicht versuchen. -- Pewa 17:00, 19. Feb. 2012 (CET)Beantworten

Usus: frz Vitesse de la lumière beginnt mit La vitesse de la lumière dans le vide und setzt konsequent fort mit La vitesse de la lumière dans le vide.

engl: Speed of light beginnt mit The speed of light in vacuum und setzt konsequent fort mit The speed of light in vacuum.

etc. etc. Gerhardvalentin 22:14, 24. Feb. 2012 (CET)Beantworten