vraagstuk m.b.t. relativiteitstheorie

[Dr. Lektro]

Onderstaande vraag is een vraag die uit een test komt. Al de andere vragen vind ik, maar aan deze twijfel ik eerlijk gezegd. Misschien kan iemand mij hierbij helpen.

Een trein rijdt met een snelheid van 0.8c (c= lichtsnelheid=300000 km/s) door een station langs het perron. De bestuurder (vooraan) en de conducteur (achteraan) sturen elk een geelgroen lichtsignaal naar elkaar toe. Deze lichtsignalen bereiken gelijktijdig een waarnemer die zich juist in het midden van de trein bevindt. De stationchef op het perron ziet dat, juist op het ogenblik dat de waarnemer in de trein de stationchef passeert. Ten opzichte van de stationchef zullen de kleuren van de lichtsignalen respektievelijk zijn:

a: blauw en blauw
b: rood en blauw
c: geelgroen en geelgroen
d: rood en rood
e: blauw en rood

Het kan geenzins antwoord C zijn omdat de waarnemer een andere golflengte waarneemt dan de stationschef. T.o.v. de waarnemer staat het geelgroen licht stil; t.o.v. de stationschef beweegt het "geelgroen" licht --> stationschef neemt een andere golflengte waar,
formule: "nieuwe golflengte = golflenge (geelgroenlicht)*wortel uit ((1 + v/c)/(1-v/c))"
met v=snelheid van de lichtbron (hier 2 verschillende geel-groene-lichten)
c = lichtsnelheid

Nu denk ik dat de snelheid van het ene geelgroen-licht positief is en van de andere negatief, waardoor de stationschef ofwel rood en blauw ofwel blauw en rood.

Er zouden meerdere antwoorden mogelijk kunnen zijn. (is niet zeker)

Ik denk dat er maar één antwoord mogelijk is. Anders zouden 2 verschillende mensen andere dingen kunnen zien op dezelfde plaats. Als je begrijpt wat ik bedoel. De stationschef kan maar één combinatie waarnemen. Een andere zal deze ook moeten waarnemen op dezelfde plaats onder de zelfde omstandigheden.

Iemand enig idee? Alvast bedankt

[Zoijar]

Hmmm is dit het zelfde principe als dopler effect bij geluid? Dan zou aan de linker kant de frequentie toenemen (bij geluid een hogere toon), golflengte neemt dan af dus gaat het licht naar blauw. Aan de andere kant het omgekeerde, dus gaat naar rood. Zou dan antwoord e moeten zijn. Maar ik zeg dit als leek, beredeneerd gokje.

[Anoniem: 61738]

Even de formule lichtjes aangepast



Je moet gewoon even de golflengten van het uitgezonden licht opzoeken en deze invullen voor lambda s.
Voor een lichtbron die nadert moet je Vs negatief nemen, voor een lichtbron die zich verwijdert, moet je Vs positief nemen.

edit: eigenlijk heb je de formule niet eens nodig. Licht dat nadert (dat van de conducteur) gaat een hogere frequentie hebben dan het licht dat zich verwijdert (dat van de bestuurder) dwz. dat het licht van de conducteur 'blauwer' gaat zijn en dat van de bestuurder 'roder'.
Antwoord E dus

[ Voor 87% gewijzigd door Anoniem: 61738 op 14-05-2003 14:19 ]

[Anoniem: 64569]

Zoijar schreef op 14 May 2003 @ 13:45:
Hmmm is dit het zelfde principe als dopler effect bij geluid? Dan zou aan de linker kant de frequentie toenemen (bij geluid een hogere toon), golflengte neemt dan af dus gaat het licht naar blauw. Aan de andere kant het omgekeerde, dus gaat naar rood. Zou dan antwoord e moeten zijn. Maar ik zeg dit als leek, beredeneerd gokje.

Je principe van redeneren is wel goed.
Alle objecten zoals in het heelal die met grote snelheid van ons af bewegen hebben een roodverschuiving...dwz dat de golflengte toeneemt. Naar ons toekomende objecten vertonen een blauwverschuiving, dus een kortere golflengte.
Het lichtsignaal van de machinist zal dus roder worden en dat van de conducteur blauwer, dus dan zou antwoord E het juiste antwoord zijn....

[Denker]

Ik zat ook aan het Dopplereffect te denken (1e of 2e? ).
* Denker begint wat meer moed te krijgen voor z'n natuurkunde examen

[Anoniem: 8386]

Is relativistisch doppler effect.
Licht dat van een bron komt die naar je toe beweegt (conducteur) heeft een hogere energie, dus korter golflengte (blauw verschoven)
Licht van een bron die van je af beweegt (de bestuurder) is rood verschoven. (denk eventueel aan kosmologische roodverschuiving, alles beweegt van ons af)