Beiträge zu Relativitätstheorie und Elektrodynamik

von Wolfgang Engelhardt,
ehemaliger Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Garching

1) Der relativistische Dopplereffekt und das Relativitätsprinzip
    
Apeiron, Vol. 10, No. 4, October 2003, pp. 29 – 49                   

Die Frequenzverschiebungen, welche der ‚relativistische´ Dopplereffekt vorhersagt, werden im Photonenbild des Lichts hergeleitet. Es stellt sich heraus, dass die Resultate im Allgemeinen nicht ausschließlich von der Relativgeschwindigkeit zwischen Quelle und Beobachter abhängen. In dieser Hinsicht ist der relativistische Dopplereffekt nicht unterschieden vom klassischen Dopplereffekt, wo die Frequenzverschiebungen ebenfalls unterschiedlich sind, je nachdem ob sich die Schallquelle oder der Detektor bewegt. Die ‚relativistischen´ Formeln für die beiden Fälle sind durch Experimente bestätigt und in vielen Lehrbüchern beschrieben worden. Es wurde jedoch nicht erkannt, dass diese Formeln mit Einsteins verallgemeinertem Relativitätsprinzip im Widerstreit liegen.

Schlüsselwörter: Relativität, Dopplereffekt, stellare Aberration

 

2) Über die relativistische Transformation elektromagnetischer Felder
     Apeiron, Vol. 11, No. 2, April 2004, pp. 309 – 326             

Durch Untersuchung der Bewegung einer Punktladung in einem elektrostatischen und in einem magnetostatischen Feld wird gezeigt, dass die relativistische Transformation elektromagnetischer Felder zu widersprüchlichen Resultaten führt. Die Notwendigkeit, eine „Elektrodynamik für bewegte Materie“ zu entwickeln, wird als eine dringliche Aufgabe hervorgehoben. 

Schlüsselwörter: Klassische Elektrodynamik, Lorentz-Transformation, Spezielle  Relativität
 


3)  Eichinvarianz in der klassischen Elektrodynamik
      Annales de la Fondation Louis de Broglie, Vol 30, no 2, 2005, pp.157 – 178,       

Das Konzept der Eichinvarianz in der klassischen Elektrodynamik nimmt stillschweigend an, dass Maxwells Gleichungen eindeutige Lösungen besitzen. Indem wir jedoch das Feld eines bewegten Teilchens sowohl in Lorenz als auch in Coulomb Eichung, und schließlich direkt aus den Feldgleichungen berechnen, erhalten wir mehrdeutige, widersprüchliche Lösungen. Wir schließen daraus, dass die stillschweigende Annahme der Eindeutigkeit nicht gerechtfertigt ist. Die Ursache für dieses Problem wird auf die inhomogenen Wellengleichungen zurückgeführt, welche die propagierenden Felder mit deren Quellen zur selben Zeit verknüpfen.

P.A.C.S.: 03.50.De; 11.15.-q; 41.20.-q; 41.60.-m

 

4) Instantane Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen
     
arXiv.org – Nov. 2005 – Cornell University Library     

Von diesem Artikel wurde anonym eine russische Übersetzung angefertigt, die unter folgender Adresse zu finden ist: http://www.chronos.msu.ru/RREPORTS/engelhardt_mgnovennoye.pdf

Die Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen vermittels quasistationärer Felder muss instantan erfolgen; wenn nicht, ergäbe sich eine Verletzung des Energiesatzes. Als Konsequenz hieraus folgt, dass sowohl Energie als auch Information über makroskopische Distanzen hinweg instantan übertragen werden können, wenn man sich der quasistationären Felder bedient, deren Existenz durch Maxwells Gleichungen vorhergesagt wird.

Schlüsselwörter: Klassische Elektrodynamik, Quasistationäre elektromagnetische Felder,  Übertragung von Information

 

5) Zur Lösung des Maxwellschen Systems von Gleichungen erster Ordnung
     arXiv.org – Apr. 2006 – Cornell University Library

Bei einem Versuch, Maxwells System von Gleichungen erster Ordnung unter Vorgabe eines Anfangszustandes zu lösen, wird gefunden, dass sich keine konsistente Lösung errechnen lässt, die von der zeitlichen Entwicklung der Quellen abhängt. Die wohlbekannten retardierten Lösungen der Gleichungen zweiter Ordnung, die auf der Einführung von Potentialen beruhen, stellen sich als widersprüchlich zu einer direkten Lösung des Systems erster Ordnung heraus.

P.A.C.S.: 03.50.De

  

6) Eine Bemerkung zur Konstanz der Lichtgeschwindigkeit
     Blog Ekkehard Friebe

In diesem nebenbei entstandenen Aufsatz aus dem Jahr 2001, der nie bis zur Veröffentlichungsreife ausgearbeitet wurde, habe ich versucht, eine Antwort auf die Frage zu finden, weshalb Pound und Rebka in ihrem berühmten Mössbauer – Experiment nur den einfachen Effekt gefunden haben, während die ART den doppelten vorhersagt (Uhren gehen „oben“ schneller und Photonen gewinnen Energie beim „Fallen“). Die Antwort scheint darin zu liegen, dass die Lichtgeschwindigkeit nicht konstant, sondern eine Funktion des Gravitationspotentials ist. Ursprünglich hatte Einstein dies auch angenommen.

 

4 Antworten zu “Beiträge zu Relativitätstheorie und Elektrodynamik”

  1. Dipl.-Ing. Norbert Derksen

    Wellengleichung

    Generell ist die häufig blinde Formelgläubigkeit von Physikern zu beklagen, wozu ich ein einfaches Beispiel anführen möchte. Gegeben sei eine beliebige Funktion ƒ(x – ct), die sich mit der konstanten Geschwindigkeit c in positiver Richtung entlang der x-Achse bewegt. Differenziert man diese Funktion zweimal partiell nach x, so erhält man:

    ð²/ðx² ƒ(x – ct) = ð/ðx ƒ'(x – ct) = ƒ“(x – ct)

    Analog führt die zweimalige partielle Differentiation nach t zu:

    ð²/ðt² ƒ(x – ct) = ð/ðt -c ƒ'(x – ct) = c² ƒ“(x – ct)

    Vergleicht man die beiden Resultate, so erkennt man sofort die Gleichheit:

    ð²/ðx² ƒ = 1/c² ð²/ðt² ƒ

    Angesichts dieser Beziehung werden dann viele Physiker nahezu hysterisch und faseln sofort von der „Wellengleichung“, mit der sie die „Welle“ ƒ dingfest machen können. Dabei hat diese Funktion ƒ überhaupt nichts mit einer Welle am Hut, sondern es handelt sich schlicht und ergreifend um eine bloße Verschiebung. Fazit: Jedes mit konstanter Geschwindigkeit bewegte Objekt, also auch ein Auto auf der Autobahn, erfüllt die „Wellengleichung“!

  2. Dr. Wolfgang Engelhardt

    Nachdem der Beitrag von Herrn Derksen unter einigen meiner hier zitierten Arbeiten steht, nehme ich an, dass ein nicht näher bezeichneter Bezug intendiert ist. Ich kann lediglich vermuten, dass Herr Derksen die Sprache der Mathematik nicht ausreichend beherrscht, so dass ihm die physikalischen Inhalte meiner Arbeiten weitgehend verborgen bleiben. Als Physiker neige ich natürlich dazu, Sachverhalte präzise in mathematischer Sprache auszudrücken, bin aber auch gerne bereit, auf Fragen in üblicher Umgangssprache zu antworten. Ohne eine falsche Parallele aufstellen zu wollen, erinnert mich Herrn Derksens Einlassung doch ein wenig an einen berühmten Dialog nach der Uraufführung der „Entführung“: Kaiser Josef II: „Zu viele Noten, Mozart!“ Antwort: „Gerade so viel wie nötig, Majestät.“

    Herrn Derksen stimme ich zu, dass das, was er „Formelgläubigkeit“ nennt, in der Physik nichts zu suchen hat. Er gibt gleich ein schönes Beispiel, wo er mit verengtem Blick die formale Beschreibung der Phasenfortpflanzung einer ebenen Welle mit der Bewegung eines Autos gleichsetzt. Natürlich dürfte auch er wissen, dass eine Phasenverschiebung um 180 Grad in einem von zwei Wellenzügen bei Überlagerung zu destruktiver Interferenz führt, während zwei Autos sich keineswegs auslöschen, wenn sie hintereinander auf der Autobahn fahren. Es kommt eben darauf an, was die Funktion f jeweils bedeuten soll. Das muss man genau spezifizieren, wenn man die Gleichung hinschreibt, der f genügen soll.

    Ein Beispiel aus der nicht-mathematischen Umgangssprache mag verdeutlichen, wie sehr es auf die Präzision der Formulierung ankommt. Wenn man den Satz hinschreibt: „Man muss den armen deutschen vögeln helfen.,“ dann hängt die Bedeutung entscheidend von der Handhabung der Groß- und Kleinschreibung bei zwei der verwendeten Wörter ab. Alles klar?

  3. Dipl.-Ing. Norbert Derksen

    Hier liegt ein Mißverständnis von seiten Herrn Engelhardts vor. Keineswegs wollte ich einen seiner Beiträge kritisieren, sondern ganz im Gegenteil unterstützend und unabhängig davon einen weiteren Beitrag liefern zur Illustration der verfahrenen Situation. Auf die Idee brachte mich lediglich die Vokabel Wellengleichung. Ich kann Herrn Engelhardt dahingehend beruhigen, daß ich sehr wohl die Sprache der Mathematik ausreichend beherrsche und selbstverständlich weiß, daß die betroffene Gleichung auch eine ebene Welle beschreiben kann, aber eben nicht muß, wie manche etwas oberflächlichen Physiker, wozu Herr Engelhardt ausdrücklich nicht gehört, meinen. Und wenn sie es tut, ist die Beschreibung auch völlig korrekt. Das Dilemma, worauf ich aufmerksam machen wollte, ist, daß bloße Verschiebungen und echte ebene Wellen eben durch dieselbe Gleichung beschrieben werden, so daß bei Existenz dieser Gleichung als Lösung nicht nur eine Welle in Frage kommt.

  4. W.Schneider

    Hallo –

    Der Relativitäts-Theorie nach A.Einstein werfe ich EINSEITIGKEIT vor.

    Diese Theorie fusst im wesentlichen auf Wellenausbreitungen der Elektrodynamik und der sog. Nahewirkung.
    Die Theorie gibt keine Erklärung für die Ursache und kosmische
    Notwendigkeit einer Grenzgeschwindigkeit, sie grenzt sich nicht klar
    von sog. Fernwirkungen ab, z.B. für den Fall, dass solche gemessen
    werden und sie weicht konsequent einer Erklärung für die Ursache der Trägheit aus und setzt trägheitskonstante Ladungen als fest gegeben an.

    Es wäre zur verständlicheren Profilierung dieser Theorie nützlich und hilfreich, wenn sie einmal die Grenzen ihres Geltungsbereiches klarer
    und offenener darstellte und denkbare Fälle durchspielte, wo sich
    Grenzgeschwindigkeit und Träge Masse deutlich verändern.

    Ein klarer Irrtum der Einstein-Relativität findet sich am Beispiel des
    sog. Starren Körpers.
    An seine Stelle kann jederzeit der Verschiebestarre Körper treten,
    d.h. eine Arbeitsbedingung, die einen elastischen Körper verschiebstarr reagieren lässt.
    Dann gelten sämtlich universalen Definitionen von Zeit,Raum und Grenzgeschwindigkeit im lokalen Fall also mit örtlicher Begrenzung nicht mehr -obewohl die Theorie in den übrigen Regionen weiterhin anwendbar bleibt.

    W.Schneider