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Schneller als der eigene Schatten?

156 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Physik, Schatten, Lucky Luke ▪ Abonnieren: Feed E-Mail

Schneller als der eigene Schatten?

10.06.2018 um 22:02
Zitat von skagerakskagerak schrieb:Auch wenn du mir gleich auftischen wirst was ich wie geschrieben habe ;-)
Kannst Du das einfach mal weglassen? Danke.


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Schneller als der eigene Schatten?

10.06.2018 um 22:04
@perttivalkonen
Sorry, wollte nicht persönlich werden, aber hatte Angst vor deiner Schlagfertigkeit ;-)


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Schneller als der eigene Schatten?

10.06.2018 um 22:17
Zitat von nepomukranichnepomukranich schrieb:[1] Der Schatten ist schneller als das Objekt, da der Weg den der Schatten zurücklegt größer ist als das Objekt bei gleicher Zeit.
Das ist natürlich Mist. Es muss heißen: Der Schatten ist schneller als das Objekt, da der Weg den der Schatten zurücklegt größer ist als der Weg den das Objekt innerhalb des gleichen Zeitraums zurücklegt.


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Schneller als der eigene Schatten?

10.06.2018 um 22:46
Zitat von nepomukranichnepomukranich schrieb:NepomuKranicH schrieb:
[1] Der Schatten ist schneller als das Objekt, da der Weg den der Schatten zurücklegt größer ist als das Objekt bei gleicher Zeit.

selbiger User schrieb:
Das ist natürlich Mist. Es muss heißen: Der Schatten ist schneller als das Objekt, da der Weg den der Schatten zurücklegt größer ist als der Weg den das Objekt innerhalb des gleichen Zeitraums zurücklegt.
Tz, typisch für mich, ist mir gar nicht aufgefallen, aber habe es trotzdem so wie in deiner Korrektur verstanden...wenn auch es zum Begreifen mir nichts nützte ;-)


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Schneller als der eigene Schatten?

11.06.2018 um 18:09
Da der Schatten vom Obekt abhängt, kann er auch nicht schneller als das Objekt sein.

Was aber gemeint sein könnte, ist, dass man mitunter einen Schatten, wenn man auf den Boden blickt, eher wahr nimmt als das Objekt, das ihn wirft. Je nachdem, wie lange der Schatten ist, erscheint er auch eher als das Objekt, aber nciht weil er schneller wäre, sondern weil er unter bestimmten Winkeln einfallenden Lichtes einfach läger ist.


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Schneller als der eigene Schatten?

11.06.2018 um 18:28
Zitat von Off-peakOff-peak schrieb:Da der Schatten vom Obekt abhängt, kann er auch nicht schneller als das Objekt sein.
Doch, genau das ist möglich und zwar auf zweierlei Arten (s.o.). Das hat nichts mit der Wahrnehmung zu tun, im Sinne von der Schatten scheint nur schneller zu sein.


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Schneller als der eigene Schatten?

11.06.2018 um 18:46
Zitat von Off-peakOff-peak schrieb:Da der Schatten vom Obekt abhängt, kann er auch nicht schneller als das Objekt sein.
Er kann nichts eher tun, aber er kann beim Tun durchaus schneller sein.


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Schneller als der eigene Schatten?

11.06.2018 um 18:48
@nepomukranich

Der Schatten legt eigentlich gar keinen Weg zurück, der er nur die Folge von nicht auftreffendem Licht ist. Er ist daher nur eine Stelle, die nicht beleuchtet wird, weil ein Obekt im Wege steht.

Klar, wenn Du defiinierst, der Schatten entsteht eben so schnell wie die Lichtgewschindigkeit, dann ist er schneller als das Objekt. Aber er führt keine selbstständigen Bewegungen und Geschwindigkeiten aus.


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Schneller als der eigene Schatten?

11.06.2018 um 19:07
@Off-peak
Ich habe die Skizze von @nepomukranich mal etwas verdeutlich:

a403884f6094 TS01

Er meint, da Geschwindigkeit definiert ist als Weg durch Zeit, der Schatten in seinem Beispiel eben schneller ist als das Objekt, wo ich ihm zustimme, wenngleich es sich auch nur um eine Scheingeschwindigkeit handelt.


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Schneller als der eigene Schatten?

11.06.2018 um 20:16
Zitat von Off-peakOff-peak schrieb:Klar, wenn Du defiinierst, der Schatten entsteht eben so schnell wie die Lichtgewschindigkeit, dann ist er schneller als das Objekt. Aber er führt keine selbstständigen Bewegungen und Geschwindigkeiten aus.
Hier geht es doch um das Szenario "Schneller als der eigene Schatten", genauer: "Ist es einem Wesen theoretisch möglich schneller als der eigene Schatten zu sein?"
Es geht also um das Phänomen, dass ich einen Schatten werfe, wenn ich im Strahlengang einer Lichtquelle stehe. Der Schatten zeichnet sich dabei durch eine (je nach Quelle mehr oder weniger) scharfe Abgrenzung von stark und schwach (Schatten) beschienenem Bereich aus. Und dieser Bereich kann nun einmal seine Position ändern, z.B. wenn ich mich bewege. Der Begriff Geschwindigkeit ist nicht an Körper gebunden [1] oder daran, dass sie selbstständig ausgeführt werden kann. Und diese Geschwindigkeit des Schattens kann, je nach Versuchsanordnung langsamer, gleich schnell oder schneller sein, als die des Objekts oder hier der Person, die den Schatten verursacht.
Ich will ja gar nicht bestreiten, dass es zu allen möglichen Kuriositäten bei der Beschreibung der Geschwindigkeit des Schattens kommen kann auf Grund der Beschaffenheit des Phänomens. Aber mir leuchtet nicht ein, warum man in dem Zusammenhang nicht von Geschwindigkeit oder Bewegung reden kann, bzw. wie heißt es denn dann?
Für eine genauere physikalische Abgrenzung kannst Du noch von Scheingeschwindigkeit reden, um zum Ausdruck zu bringen, dass hier keinerlei Informationsübertragung stattfindet und somit auch kein Widerspruch zur Relativitätstheorie entsteht - insofern sind die Geschwindigkeiten nicht vergleichbar. Hier wurde aber ausdrücklich, um den Vergleich beider Geschwindigkeiten (Schatten und Objekt) gebeten (vmtl. mit Blick auf den quantitativen Aspekt, also wo ist der Zahlenwert größer/kleiner/gleich).

Der Qualitative Unterschied wurde überdies schon beschrieben:
Beitrag von pluss (Seite 7)
Beitrag von pluss (Seite 5)
Beitrag von perttivalkonen (Seite 4)
...



[1] Wikipedia: Geschwindigkeit
Die Geschwindigkeit beschreibt, wie schnell und in welcher Richtung ein Körper oder ein Phänomen (beispielsweise ein Wellenberg) im Lauf der Zeit seinen Ort verändert.



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Schneller als der eigene Schatten?

11.06.2018 um 22:10
@pluss
der Schatten in seinem Beispiel eben schneller ist als das Objekt, wo ich ihm zustimme
Stimme ich nicht zu Geht auch aus der Skizze nicht hervor.
Da das Objekt vor dem Schatten da sein muss, kann der Schatten gar nicht schneller als das Objekt sein. Wie gesagt, er ist kein selbstständig Eigenes

Bewegen sich eigentlich in Deiner Skizze Lichtquelle und Objekt gleich schnell? Unter gleich bleibenden Auffallwinkel?


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Schneller als der eigene Schatten?

11.06.2018 um 22:48
Zitat von Off-peakOff-peak schrieb:Da das Objekt vor dem Schatten da sein muss, kann der Schatten gar nicht schneller als das Objekt sein. Wie gesagt, er ist kein selbstständig Eigenes
Was verstehst Du unter Schatten? Ich meine das Abbild eines Objektes, das auf einer Projektionsfläche entsteht, wenn es beschienen wird (mit der Anordnung: Lichtquelle -> Objekt -> Projektionsfläche). Und das sieht man in der Skizze [1] sehr gut. Objekt und Schatten bewegen sich auf parallelen Geraden. Der Schatten (Abbild des Objektes auf dem rechten Bildrand) legt innerhalb des gleichen Zeitraums einen größeren Weg zurück als das Objekt selber. Der Schatten ist also schneller.
Die wandernde Front auf die Projektionsfläche auftreffender bzw. ausbleibender Photonen am Schattenrand ist ein beobachtbares, messbares Phänomen, dem man eine Geschwindigkeit zuordnen kann.



[1] Beitrag von pluss (Seite 7)


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Schneller als der eigene Schatten?

11.06.2018 um 23:49
Zitat von Off-peakOff-peak schrieb:Da das Objekt vor dem Schatten da sein muss, kann der Schatten gar nicht schneller als das Objekt sein.
Du begreifst "schneller" wie's scheint einzig im Sinne von "eher als", aber nicht im Sinne von "mit größerer Geschwindigkeit als".

Letzteres aber geht aus der Skizze hervor. Ersteres hingegen ist, nun ja, streng genommen ne Binsenweisheit.


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Schneller als der eigene Schatten?

11.06.2018 um 23:53
Zitat von Off-peakOff-peak schrieb:Da das Objekt vor dem Schatten da sein muss, kann der Schatten gar nicht schneller als das Objekt sein.
Der Schatten erscheint später - um die Zeit, die das Licht für die Strecke zwischen Objekt und Projektionsfläche benötigt. Der Schatten fängt quasi später an zu wandern. Die scheinbare Bewegung des Schattens dauert jedoch exakt so lange wie die des Objektes.

7319dc06529c TSTS

Beginnt die Bewegung des Objektes bei t=0 und endet bei t=1, beginnt der Schatten um t=1 mit seiner scheinbaren Bewegung, die wiederum bei t=2s endet.

Das entspricht dem was Perti hier erklärt hat:
Zitat von perttivalkonenperttivalkonen schrieb:Er kann nichts eher tun, aber er kann beim Tun durchaus schneller sein.



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Schneller als der eigene Schatten?

11.06.2018 um 23:54
@perttivalkonen
Du hast bicht verstanden was ich meine..ich mal es dir morgen mal auf :)


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Schneller als der eigene Schatten?

12.06.2018 um 09:21
@perttivalkonen
Also müsste man doch streng genommen sagen: Man kann scheinbar schneller als der Schatten sein.

Oder nicht?


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Schneller als der eigene Schatten?

12.06.2018 um 09:35
@skagerak
Mich verwirrt Dein Atten zusammen mit dem "Also"


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Schneller als der eigene Schatten?

12.06.2018 um 10:16
@perttivalkonen
Sorry, falsch geattet, meinte @nepomukranich


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Schneller als der eigene Schatten?

12.06.2018 um 12:12
Zitat von skagerakskagerak schrieb:Also müsste man doch streng genommen sagen: Man kann scheinbar schneller als der Schatten sein.
Ich bin kein Physiker bzw. kenne ich nicht alle Feinheiten, die bei dem Problem berücksichtigt werden müssen. Daher bitte folgende Erklärung auch so einschätzen.

Wenn ich das richtig sehe, dann leitest Du Dein scheinbar von dem Begriff Scheingeschwindigkeit her. Der Begriff Scheingeschwindigkeit wird verwendet, um zum Ausdruck zu bringen, dass die Bewegung eines physikalischen Phänomens oder Körpers in Wahrheit eine andere Geschwindigkeit hat als die beobachtete (da habe ich den Begriff Scheingeschwindigkeit oben falsch verwendet). Wie z.B. auch bei dieser Explosion [1], bei der sich die Materie, die dabei ins All geschleudert wird, sich schneller als das Licht zu bewegen scheint, aber es natürlich nicht tut. Der optische Effekt wandert aber dennoch mit Überlichtgeschwindigkeit.
Um das jetzt ins richtige Verhältnis zu setzen: Der Schatten wandert mit eben der Geschwindigkeit, die man beobachtet. Würde man von der Schattengeschwindigkeit auf die Objektgeschwindigkeit schließen, dann müsste man von der Scheingeschwindigkeit des Objektes auf Grund er beobachteten Schattengeschwindigkeit reden. Der Begriff Scheingeschwindigkeit gilt also nur im Bezug auf das Objekt.
Scheinbar impliziert seiner semantischen Bedeutung nach, dass die Geschwindigkeit des Schattens tatsächlich eine andere ist, als die beobachtete. Das ist aber nicht der Fall. Würde man bspw. die Fläche, auf die der Schatten fällt, mit Phototransistoren ausstatten, dann könnte man das Wandern des Schattens feststellen und auch eine Geschwindigkeit zuordnen (+ entsprechender Messaufbau usw.) - die Geschwindigkeit des Schattens ist größer/kleiner/gleich für eine feste Versuchsanordnung. Wie sinnvoll ein Vergleich der Geschwindigkeiten von Schatten und Objekt ist, welche qualitativen Unterschiede bestehen (ob man "Äpfel mit Birnen vergleicht"), steht auf einem anderen Blatt. Die Fragestellung bezog sich nun mal darauf, ob ein Objekt (Wesen) sich schneller bewegen kann, als sein Schatten sich bewegt, also die Grenze zwischen hell und dunkel oder von mir aus auch der Flächenschwerpunkt des Schattens. Eine Beobachtung, die man bspw. macht, wenn man vor einer Wand steht, die Sonne im Rücken, oder beim Schattenspiel, die Hände/Figuren zwischen Scheinwerfer und Leinwand. Der Vergleich von Geschwindigkeit des Schattens und Geschwindigkeit des Objektes wird mit der Fragestellung erbeten und hat nach meinem Dafürhalten mindestens insoweit seine Berechtigung.
Es bleibt dann noch die Frage, was mit "schneller" gemeint ist. Also ob "sich" bewegen bevor man eine Bewegung beim Schatten feststellt, oder schneller im Sinne von größerer Geschwindigkeit (= mehr Weg pro Zeit) gemeint ist. Ersteres findet bedingt durch die Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit zwangsweise statt, ist im Alltag aber nicht wahrnehmbar. Zweiteres findet durch die Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit bei entsprechenden beschleunigten Bewegungen statt (wiederum im Alltag nicht wahrnehmbar) und bei entsprechender Versuchsanordnung (wahrnehmbar).




[1] Youtube: Superluminal Speeds (faster than light) - Sixty Symbols
Superluminal Speeds (faster than light) - Sixty Symbols



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Schneller als der eigene Schatten?

12.06.2018 um 14:35
Zitat von nepomukranichnepomukranich schrieb:Der Begriff Scheingeschwindigkeit wird verwendet, um zum Ausdruck zu bringen, dass die Bewegung eines physikalischen Phänomens oder Körpers in Wahrheit eine andere Geschwindigkeit hat als die beobachtete (da habe ich den Begriff Scheingeschwindigkeit oben falsch verwendet)
Auch das mag Scheingeschwindigkeit genannt werden, doch ist mit diesem Begriff im allgemeinen etwas anderes gemeint als eine Geschwindigkeit, deren Betrag/Höhe nur falsch wahrgenommen wird.

Stell Dir ein Erdbeben vor, dessen Epizentrum mehrere Kilometer unter der Erdoberfläche liegt. Die Bebenwellen breiten sich konzentrisch von dort durch die Erdkruste aus und treffen irgendwann die Erdoberfläche. Die Bebenwelle, die direkt nach oben geht, hat den kürzesten Weg bis zur Oberfläche, kommt also als erstes an und erschüttert hier den Boden. Von oben aus die Erdoberfläche betrachtet, sieht man also einen Punkt am Boden beben. Dieser Punkt breitet sich kreisförmig aus wie eine Welle auf dem Wasser. Denn als nächstes kommen jene Bebenwellen an die Oberfläche, die nur wenig mehr Weg bis zur Oberfläche hatten. Je schräger sich die Bebenwellen gegenüber der Oberfläche ausbreiten, desto länger brauchen sie für den Weg. Man sieht also von dem Ausgangspunkt an der Oberfläche an ein Beben sich ringförmig ausbreiten. Man sieht eine horizontale Bewegung. Und diese hat eine Geschwindigkeit.

Das ist aber nur die besagte Scheingeschwindigkeit. Denn die reale Bewegung ist die vom Epizentrum an die Oberfläche. Und das sind viele unterschiedliche Bewegungen, die nur einen gemeinsamen Ausgangspunkt haben. An der Oberfläche angekommen läßt jede einzelne Bewegung je ein Stückchen Erdoberfläche beben. Aber von oben betrachtet erscheint das Beben als ein einzelnes Phänomen, welches wandert. Mit einer Geschwindigkeit. Die sich exakt messen läßt.

Zur Veranschaulichung mal dieses Bild. Der untere Pfeil steht für die Bewegung der Bebenwellen vom Epizentrum aus, der obere Pfeil für die Scheinbewegung des Oberflächenbebens.

up fdaf19495c09 Scheingeschwindigkeit-Be

Die Scheingeschwindigkeit ist durchaus real, nur bewegt sich da kein Objekt oder Ereignis von A nach B. sondern da finden viele Einzelereignisse nacheinander von A nach B statt. Eben die Ankunft der einzelnen Bebenwellen an der Oberfläche. Aber die Geschwindigkeit, mit der diese Einzelereignisse von A nach B stattfinden,die ist real.

Und wenn Du auf meinem Bild die senkrechte und die nächstgelegene Bebenwelle betrachest, wirst Du sehen können, daß die rechte Welle nur ein sehr kleines Stückchen länger ist als die linke. Aber die Distanz zwischen den beiden Zielorten an der Oberfläche ist sehr viel größer als der Längenunterschied der beiden Wellenstrahlen. Um mehr als das Zehnfache länger. DIe Oberflächenwelle, die wir beobachten können, wird sich also über dieses Stück mehr als zehn mal so schnell bewegen wie die eigentliche Bebenwelle im Boden. Je schräger die Bebenwellen durch den Boden gehen, bis sie zur Erdoberfläche gelangen, desto mehr nähert sich aber die Scheingeschwindigkeit der scheinbaren Oberflächenwelle der Geschwindigkeit der realen Bebenwellen im Boden an.

Du könntest auch eine Taschenlampe mit Streulicht auf eine Projektionsfläche richten und die Taschenlampe dann anschalten. Die von der Taschenlampe ausgehenden Photonen werden die Wand ebenfalls nicht gleichzeitig treffen, sondern nacheinander. Die Photonen, die auf kürzestem Wege die Fläche treffen (in rechtem Winkel auf diese auftreffen), die werden die Fläche als erstes erhellen. Mit einem Lichtpunkt. Erst nach und nach treffen die andren, schräger auftreffenden Photonen ankommen. Der Lichtkegel, den DU am Ende dort siehst,ist also nicht sofort in voller Größe erschienen, sondern hat sich allmählich aus einem Lichtpunkt immer mehr verbreitert. Und diese Ausbreitung des Lichtkegels auf der Fläche fand superluminar statt, überlichtschnell. Nur ist das so schnell, daß wir das nicht beobachten können, uns scheint der Lichtkegel gleichzeitig aufzutauchen. Aber wenn Du dasselbe mit einem ringförmigen Wassersprenger in der Nähe einer trockenen Hauswand machst, könntest Du es sehen, wie die Wand unterschiedlich schnell von dem Wasser des eingeschalteten Sprengers getroffen wird.

Die einzige "wirklich echte" Bewegung ist die des Wassers vom Sprenger zur Wand, der Photonen von der Taschenlampe zur Projektionsfläche, der Bebenwellen vom Epizentrum zur Erdoberfläche. Aber die andere Bewegung läßt sich immerhin wahrnehmen, ist jedoch eben nur eine Scheingeschwindigkeit. Aberals Scheingeschwindigkeit sehr real und nicht nur falsch beobachtet, sondern mit korrekt der Geschwindigkeit, die wahrgenommen bzw. berechnet werden kann. Und diese Scheingeschwindigkeit ist höher als die Geschwindigkeit des zugrundeliegenden Phänomens.

Selbst die Scheingeschwindigkeit der Oberflächenwelle eines Bebens tief in der Erde kann mit einer superluminaren Geschwindigkeit anfangen.


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