Dopplereffekt und schwingende Luftsäulen

[nobody]

Du betrachtest eine in bezug auf Deinen Standort stehende monochromatische
Lichtquelle
und stellst deren Wellenlänge fest: Lambda1
Nun läßt Du dieses Licht auf dem Weg zu Dir über einen kleinen Spiegel
laufen.
Dieser erhält beim Auftreffen des Lichtes einen Impuls und beim Reflektieren
nocheinmal einen Impuls (Rückstoß). Nun gelangt das Licht zu Dir. Ist die
Wellenlänge Lambda2 größer geworden (Doppler-Rotverschiebung)?
Wenn ja, wie hängt die Rotverschiebung von der Masse des Spiegels ab?
Was passiert, wenn die Masse des Spiegels limes => 0 geht?

Mann kann ja auch 10000000 Spiegel nehmen....


Auch nicht schlecht:
Ist die Summe der Drehimpulse aller Hochdruckgebiete und aller
Tiefdruckgebiete exact = 0
oder hat die Differenz einen endlichen Wert? Bedenke, daß diese Gebiete über
die Corioliskraft
an die Erddrehung gekoppelt ist und deren Drehimpuls ist natürlich nicht 0!

Ganz was neues:
Du läßt die Luftsäule in einem Rohr resonant schwingen. An einem Ende sitzt
der Schallerzeuger.
Das andere Ende ist entweder offen oder zu. Die Rohrlänge bestimmt die
Wellenlänge der
Resonanzfrequenz. Ist das Rohr offen, entsteht dort ein Schwingungsbauch,
ist es verschlossen, entsteht dort ein Schwingungsknoten. Offen oder zu, Du
hörst jeweils einen anderen Ton.
Frage: Was hörst Du, wenn das Rohr halb verschlossen ist (z. B. ein
Halbkreis ist zu oder der Rand
ist umgebördelt. Kann am Rohrende sowohl Bauch als auch Knoten sein und
welche Auswirkungen hat das
auf die anderen Bäuche und Knoten bei Obertönen?

Ich warte auf geistige Erleuchtung ohne dabei ins rotieren zu kommen.
Vielleicht ergeht es Dir gerade andersherum?

[nobody]

Die Wellenlänge des Lichts ändert sich bei der Reflexion am Spiegel nicht.
Es gilt der Impulserhaltungssatz!
Der Betrag des Impulses der Photonen ändert sich bei der Reflexion nicht. Es ändert sich nur die Richtung. (Gleicher Impuls --> geiche Wellenlänge, da p=h/lambda)

[nobody]

Und was ist mit dem Strahlungsdruck?
bei lim masse(spiegel) = 0!

[nobody]

Was soll damit sein?
Der Spiegel bekommt eine Impulsänderung durch die Photonen mitgeteilt.
Wenn N die Anzahl der Photonen sei und der Spiegel alle einfallenden Photonen reflektiert, dann wirkt am Spiegel die Kraft
F = dp/dt = 2 * h/lambda * dN/dt
Die mitgeteilte Impulsänderung (und damit die wirkende Kraft) ist ausschließlich vom Verhältnis "Reflexion zu Absorption" des Spiegels, von der Wellenlänge (bzw. Frequenz) der Lichtquelle und von der Anzahl der pro Zeiteinheit auf den Spiegel treffenden Photonen abhängig.
Die Kraft (und damit der Druck auf den Spiegel) ist nicht von der Masse abhängig.

[nobody]

Ja
Aber wenn di Masse gagen null geht ist der Impuls relevant!
Und wenn das Phaton nun beim Auftreffen seinen Impuls auf den Spiegel gibt und beim Emittieren gibt es einen Rückstoß! Oder?
wenn Licht Impuls abgibt dann muss es ja sein Wellenlänge ändern!
Oder?

[nobody]

Worauf willst Du hinaus?
Selbstverständlich erfährt der Spiegel einen Rückstoß.

[nobody]

Und woher kommt die Energie?
kommt es zur Rotverschiebung? du sagtest "nein" Was denn nun!
der Speigel erfährt einen Rückstoss und die Wellenlänge ändert sich nicht! wie erklärtst du das! vorallem unter Betrachtung von Energie(erhalt)...

[upsidedown]

Was meinst du denn genau mit Masse des Spiegels geht gegen null?

Präzisieren wir dein Gedankenexperiment mal etwas. Zuallererst müssen wir mal für determinierte Randbedingungen sorgen, ich denke du willst den Spiegel als nichtgelagert im Kräftefreien Raum ausserhalb jeglicher weiterer Beeinflussung betrachten - er kann also Arbeit in Form von kinetischer Energie aufnehmen. Da du das Licht als Teilchenstrom betrachtest, kannst du den Strom so weit "ausdünnen", das nur noch jeweils ein einzelnes Photon in einem bestimmten endlichen Zeitintervall auf den Spiegel auftrifft. In diesem gilt prinzipiell ersteinmal der normale Impulserhaltungssatz für den elastischen Stoss, d.h. der Spiegel nimmt schon ein bischen Energie auf. Dieser Energie ist gerade bei einem reflektieren Material blos im Verhältniss zur Masse blos absolut lächerlich gering. (Wie hoch ist eigentlich der relativistische Impuls eines Photons genau? hat da jemand Zahlenwerte, dann könnte ich das nämlich mal durchrechnen - ich möchte mal wissen wir viele Zehnerpotenzen das ergibt, aber ne ganze Menge sinds). Gut, das Problem hast du ja auch erkannt und versuchst es dadurch zu umgehen, das du einfach forderst, das die Masse des Spiegels gegen Null gehen soll. Und genau da liegt der Hund begraben: Selbst wenn du deinen "Spiegel" nur aus ein paar hundert Atomen aufbaust (mit weniger wird sich keine Reflektion einstellen) - alles was kleiner ist, wird sich einer solchen Betrachtung sowieso entziehen, weil wir da im Gebiet der Quantenmechnaik wildern - dann hast du zwar schon einige Zehnerpotenzen deines Problems eliminiert, aber es sind immer noch genug übrig, damit man diesen Effekt getrost unter "ferner liefen" abhaken kann, denn du wirst auch bei noch so elitär ausgesuchten Bedingungen immer noch diverse andere Effekte haben, die du auch nicht ausschalten kannst, die alle um Größenordnungen größer sind als die Rotverschiebung durch Impulsaufnahme des Reklektors.

Oder anders formuliert: es ist kein Spiegel denkbar, dessen Masse auch nur in die Nähe der relativistischen Masse eines Photons kommt, geschweige denn "klein" gegen sie wird.