Lichtsnelheid
John Doe stelde deze vraag op 22 januari 2024 om 18:38.Ik las laatst een uitleg over de snelheid van licht. Het ging ongeveer zo: stel iemand heeft een waterpistool en staat op een trein. De trei rijdt 40 km/uur en de waterstraal heeft een snelheid van 60 km/uur de totale snelheid van de waterstraal wordt dan 100 km/uur. Doe je hetzelfde met licht verandert de snelheid van het licht niet. In het eerste geval mag je de snelheid optellen en in het 2 geval niet. Hoe komt het dat de lichtsnelheid in het tweede geval niet gelijk is aan lichtsnelheid- snelheid van de trein?
Reacties
Jan van de Velde
op
22 januari 2024 om 19:18
Dag John,
Dat komt omdat er niets sneller kan dan het licht, en licht zelf dus ook niet. Hoe dát komt weten we niet.
Wat er een beetje op lijkt maar toch ook weer niet is een ander soort signaal, namelijk geluid. Als jij een knal laat afgaan onder een vliegtuig dat met de halve geluidssnelheid op je af vliegt dan komt dat geluid ook niet met anderhalf keer de geluidssnelheid naar je toe.
Groet, Jan
Dat komt omdat er niets sneller kan dan het licht, en licht zelf dus ook niet. Hoe dát komt weten we niet.
Wat er een beetje op lijkt maar toch ook weer niet is een ander soort signaal, namelijk geluid. Als jij een knal laat afgaan onder een vliegtuig dat met de halve geluidssnelheid op je af vliegt dan komt dat geluid ook niet met anderhalf keer de geluidssnelheid naar je toe.
Groet, Jan
Jaap
op
22 januari 2024 om 19:31
Dag John,
In 1865 heeft Maxwell theoretisch afgeleid dat elektromagnetische golven zich in vacuüm voortplanten met een snelheid die alleen afhangt van een elektrische constante $\epsilon_0$ en een magnetische constante $\mu_0$. Hertz heeft experimenteel vastgesteld dat licht hieraan voldoet.
Een van de uitgangspunten van de speciale relativiteitstheorie van Einstein (1905) is het relativiteitsprincipe: alle natuurwetten gelden in hun simpelste vorm in elk inertiaalsysteem. Zo'n coördinatensysteem kan in beweging zijn (trein), mits de snelheid een constante grootte en richting heeft en mits er geen rotatie optreedt. Voor de mechanica is dit principe ook naar voren gebracht door Galilei, maar Einstein heeft gesteld dat het principe ook voor niet-mechanische wetten geldt, ook voor licht. Het principe is Einsteins eerste postulaat van de speciale relativiteitstheorie.
Uit het relativiteitsprincipe en enkele fundamentele eigenschappen van de ruimte kan worden afgeleid dat er een specifieke maximumsnelheid bestaat waarmee materie of informatie kan worden overgebracht. Deze snelheid is even groot voor alle inertiaalwaarnemers en blijkt experimenteel gelijk te zijn aan de lichtsnelheid in vacuüm. Zodoende meet elke inertiaalwaarnemer dezelfde snelheid van licht in vacuüm.
De persoon in de trein vindt in haar inertiaalsysteem dus dezelfde lichtsnelheid als de persoon in rust op de grond in zijn inertiaalsysteem, mits de trein met constante snelheid rijdt.
Deze invariante snelheid lijkt een fundamentele eigenschap te zijn van de ruimte-tijd en geldt niet alleen voor elektromagnetische golven zoals licht, maar voor bij voorbeeld zwaartekrachtsgolven.
Opgemerkt zij dat de persoon op de grond voor de snelheid van het water niet precies 40+60=100 km/u vindt, maar een fractie minder. Ook dit wordt beschreven in de speciale relativiteitstheorie.
Groet, Jaap
In 1865 heeft Maxwell theoretisch afgeleid dat elektromagnetische golven zich in vacuüm voortplanten met een snelheid die alleen afhangt van een elektrische constante $\epsilon_0$ en een magnetische constante $\mu_0$. Hertz heeft experimenteel vastgesteld dat licht hieraan voldoet.
Een van de uitgangspunten van de speciale relativiteitstheorie van Einstein (1905) is het relativiteitsprincipe: alle natuurwetten gelden in hun simpelste vorm in elk inertiaalsysteem. Zo'n coördinatensysteem kan in beweging zijn (trein), mits de snelheid een constante grootte en richting heeft en mits er geen rotatie optreedt. Voor de mechanica is dit principe ook naar voren gebracht door Galilei, maar Einstein heeft gesteld dat het principe ook voor niet-mechanische wetten geldt, ook voor licht. Het principe is Einsteins eerste postulaat van de speciale relativiteitstheorie.
Uit het relativiteitsprincipe en enkele fundamentele eigenschappen van de ruimte kan worden afgeleid dat er een specifieke maximumsnelheid bestaat waarmee materie of informatie kan worden overgebracht. Deze snelheid is even groot voor alle inertiaalwaarnemers en blijkt experimenteel gelijk te zijn aan de lichtsnelheid in vacuüm. Zodoende meet elke inertiaalwaarnemer dezelfde snelheid van licht in vacuüm.
De persoon in de trein vindt in haar inertiaalsysteem dus dezelfde lichtsnelheid als de persoon in rust op de grond in zijn inertiaalsysteem, mits de trein met constante snelheid rijdt.
Deze invariante snelheid lijkt een fundamentele eigenschap te zijn van de ruimte-tijd en geldt niet alleen voor elektromagnetische golven zoals licht, maar voor bij voorbeeld zwaartekrachtsgolven.
Opgemerkt zij dat de persoon op de grond voor de snelheid van het water niet precies 40+60=100 km/u vindt, maar een fractie minder. Ook dit wordt beschreven in de speciale relativiteitstheorie.
Groet, Jaap
