Hallo!
Speicherring in dem Ionen auf Geschwindigkeit gehalten werden.
Diese Ionen stehen teilweise unter Beschleunigung.
Falsch. Im Messabschnitt bewegen sie sich gleichförmig und geradlinig.
Ziel des Experiments war doch hier die Zeitdilatation der SRT
zu
beweisen, oder ?
bzw. den Dopplereffekt als dessen direkte Folge.
Außerdem wurden hier Laser eingesetzt welche mit den Ionen in
Wechselwirkung treten.Welche Interaktionen da auftreten weiß
ich nicht
Nachhilfe: Durch Laserlicht wurden elektronische Übergänge der Li-Ionen angeregt. Dies geschieht nur, wenn die Photonenenergie des eingestrahlten Lichts genau der Energiedifferenz der beteiligten Niveaus entspricht. Wenn die Wellenlänge bzw. die Frequenz des Lichts dopplerverschoben ist, klappt das nicht mehr. Man muss den Laser also derart „verstimmen“, dass genau die verschobene Absorptionsfrequenz erreicht wird.
Bei diesem Versuchsaufbau wurde die Sättigungsspektroskopie verwendet. Bei diesem Verfahren werden zwei antiparallele Strahlen durch die Probe geschickt. Durch den Sättigungsstrahl werden so viele Teilchen angeregt, dass die Probe für den Prüfstrahl praktisch transparent wird. Dadurch erreicht man, dass nur Teilchen spektroskopiert werden, die eine exakt gewünschte Geschwindigkeit erfüllen, nämlich nur diejenigen, die für beide Strahlen die „Dopplerbedingung“ erfüllen. Dadurch erreicht man eine besonders hohe Auflösung.
Wo ist die relativ bewegte Photonenquelle, das Ausgangsobjekt
unserer
Diskussion?
Ich gebe zu, dass es sich hier um den Fall des bewegten Empfängers handelt. Wenn man sich die drei Formeln für den Dopplereffekt jedoch anschaut, stellt man fest, dass die relativistische Formel genau das geometrische Mittel zwischen den nichtrelativistischen Formeln für den bewegten Sender und den bewegten Empfänger ist. Die Fragestellung ist also letztendlich dieselbe (mathematisch gesehen).
Außerdem wurde hier der transversale Dopplereffekt zur Messung
herangezogen welcher eventuell anderen Bedingungen unterworfen
ist.
Wie kommst Du da drauf? Es steht ausdrücklich in der Versuchsbeschreibung, dass die Anregung der Li-Ionen „kolinear“ zu deren Bewegungsrichtung erfolge. Es handelt sich also ausdrücklich nicht um den transversalen Dopplereffekt. Dieser ist höchstens bei den Fluoreszenzlinien zu beobachten, aber ich kann aus der Versuchsbeschreibung nicht erkennen, ob die Fluoreszenz überhaupt gemessen wurde.
Ich gebe zu, daß ich die genauen Vorgänge und theoretischen
Grundlagen
des Experimentes nicht kenne und auch deshalb keine
qualifizierte
Gegenhaltung machen könnte.
Stimmt.
Tatsache ist aber, daß der angesprochene Dopplereffekt in
meinem
vorigen Beitrag nicht relativistisch nachgewiesen werden kann
im
Vergleich zum Dopplereffekt der Emissionstheorie.
Na super! Genauso hättest Du sagen können, dass es den akustischen Dopplereffekt nicht gibt, weil ihn eine Schnecke nicht bemerkt. Um zu zeigen, dass die relativistische Formel die richtige ist, muss man auch mit relativistischen Geschwindigkeiten arbeiten. Wenn Du Dich auf die Beobachtung von Geschwindigkeiten bis 0,1 Promille der Lichtgeschwindigkeit beschränkst und Experimente mit höheren Geschwindigkeiten nicht akzeptierst, und wenn Du dann behauptest, der Effekt wäre nicht messbar, dann hat das einfach mit Physik nichts mehr zu tun, sondern nur noch mit Scheuklappendenken!
Was wurde gemessen oder bestätigt im Experiment?
Die Dopplerverschiebung der Absorptionslinien von Li-Ionen mit 3% der Lichtgeschwindigkeit stimmt bis auf 0,000000001 mit den Vorhersagen der SRT überein. (Für β=0,03 beträgt der Dopplereffekt nach der SRT 1,03046…, nach der nicht-relativistischen Rechnung (bewegter Empfänger) 1,03 und nach der nicht-relativisitschen Rechnung (bewegter Sender) 1,03092… Wie man sieht, ist die Messgenauigkeit erheblich größer als die Diskrepanz zwischen den drei Vorhersagen.
Daß die Schwingungsfrequenzen der angeregten Ionen kleiner
sind bei
der erreichten Geschwindigkeit gegenüber denen von „ruhenden“
Ionen ?
Wegen der „Zeitdilatation“ ?
Nein, so kann man das nicht sagen.
Die genaue Geschwindigkeit ?
Zuerst errechnet aufgrund des Energieeinsatzes beim
Beschleuniger?
Nein. Bei einem Ringbeschleuniger muss die Beschleunigungsspannung genau in dem Takt umgepolt werden, dass es mit der Bewegung mit den Teilchen zusammen passt. Würde man das nicht tun, dann tritt irgendwann die Situation auf, dass die Ionen nicht mehr beschleunigt, sondern abgebremst werden.
(mit relativistischen Bezug !)
Ja, auch das ist ein weiterer Beleg für die Richtigkeit der SRT (Wenn auch nicht Voraussetzung für dieses Experiment).
Dann bestätigt mit den Messungen und den daraus resultierenden
Berechnungen mit dem relativistischen Dopplereffekt ?
Da kommt bei mir der Verdacht auf, daß man zuerst SRT
reinsteckt
um dann wieder SRT herauszuholen.
„Verdacht“ … soso … Wie sieht es mit Wissen und Argumenten aus?
Aber wie gesagt, ich kenne mich in dem Experiment nicht aus.
Eben.
Und was besagt der folgende Einwand in dem von Dir angeführtem
LINK:
„Allerdings
.reicht die bislang erreichte Genauigkeit nicht, um bereits
.Abweichungen zu erkennen.“
Das bedeutet, dass die bisherige Genauigkeit nicht ausreicht, um eventuelle Abweichungen zu erkennen. Weiter oben steht im anderen Link, dass das Experiment die Obergrenze für Abweichungen zur SRT bei 8,4 * 10^-8 ansetzt. Kleinere Abweichungen (falls es sie denn gibt) können mit diesem Experiment nicht aufgedeckt werden. Aber: Wenn die Emissionstheorie des Lichts richtig wäre, dann wären die Abweichungen erheblich größer, nämlich - wie ich gezeigt habe - in der Größenordnung von 10^-4.
Gruß, Michael
PS: Leider habe ich keinen Zugang zu einer Unibib mehr. Ich hätte mir den Artikel gerne runter geladen, aber Nature Physics möchte schlappe $32 dafür. Das ist mir dann doch ein bisschen zu viel. Vielleicht hat ja einer der mitlesenden Uni-Physiker Lust, den Originalartikel zu lesen und ein paar Details zu ergänzen.