Basiswissen

Jede Veränderung des Aufenthaltortes: in der Physik (klassisch), der Quantenphysik sowie der Fotografie. Hier stehen kurz einleitende Gedanken zu dem, was Bewegung ist und was sie bewirkt.

Bildbeschreibung und Urheberrecht — Bewegung als Ortsveränderung: Soldaten im Training, man sieht gut den Schwung - die Trägheit - die mit einer Bewegung einhergeht. © U.S. Army Signal Corps. ☛

Bewegung in der klassischen Physik

Als klassisch bezeichnet man die Physik wie sie etwa bis zum Jahr 1900 galt.^[1] Das war im Wesentlichen die Physik vor der Quanten- und vor der Relativitätstheorie. Bezüglich der Betrachtung von Bewegungen und Kräften bezeichnet man diese klassische Physik auch als Newtonsche Physik.

Bewegung ist eine Veränderung Δs (Delta Strecke) des Ortes an dem sich etwas im Bezug auf andere Gegenstände oder auch ein Koordinatensystem befindet. In der klassischen (Newtonschen) Physik geht man davon aus, dass ein sich bewegender Gegenstand stetig durch Raum und Zeit bewegt: es gibt keine Sprünge. Ein Zug, der sich von einem Punkt A zu einem Punkt B bewegt, muss bei der Bewegung auch alle Punkte zwischen A und B auf dieser Strecke durchlaufen. Für die dazugehörigen Formeln, siehe unter Bewegungsgleichungen ↗

Untersucht man physikalisch die Kräfte, die nur infolge einer Beschleunigung, also einer Änderung der Bewegung nach Richtung oder Geschwindigkeit entstehen, dann spricht man von Dynamik. Lies mehr dazu unter Dynamik ↗

Bewegung in Einsteins Relativitätstheorie

Bewegt sich ein Gegenstand relativ zu einem anderen, dann verändern sich dadurch Raum und Zeit selbst. Uhren gehen anders und Längen verändern sich messbar. Grundlage der Relavitivitästheorie ist die Bewegung eines Punktes durch Raum und Zeit.^[3] Lies mehr dazu unter Relativitätstheorie ↗

Bewegung in der Quantenphysik

In der Quantenphysik ist der Bewegungsbegriff nur noch schwer aufrecht zu erhalten. Die Vorstellung einer Bahn, auf der sich Objekte bewegen lässt sich nicht mit den Versuchsergebnissen vereinbaren. In der Quantenphysik gibt es Formeln, die angegeben, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Objekt zu welcher Zeit wo ist. Was dazwischen passierte - und ob dazwischen überhaupt etwas passiert - das lassen die Formeln offen. Lies als ein klassisches Beispiel dafür unter Doppelspaltexperiment ↗

Zenons Paradoxon

Auch bekannt unter Achilles und die Schildkröte: der antike griechische Naturphilosoph Zenon ersann mehrere Gedankenexperimente, bei denen er fundamentale Probleme mit der Idee kontinuierlicher oder stetiger^[2] Bewegungen vorwegnahm. Lies mehr unter Zenons Paradoxon ↗

Fotografie

Bewegte Objekte erscheinen auf Photographien oft verwischt. Wie stark der Effekt ist, hängt von der Bewegungsgeschwindigkeit und der Belichtungszeit ab. Bei einer durchaus üblichen Belichtungszeit von etwa 1/100 oder 1/200 Sekunde erkennt man etwa die einzelner Propellerblätter eines Flugzeuges, aber sie erscheinen leicht verwischt. Lies mehr unter Bewegungsunschärfe ↗

Fußnoten

[1] Im Weltbild der klassischen Physik stellt man sich Raum und Zeit als absolut existierend vor. Raum und Zeit sind für alle Beobachter im Universum gleich. Auch galten Bewegungen in Raum und Zeit als stetig, also ohne plötzliche Sprünge mit Lücken. Die Gültigkeit beider Annahmen wurden ab etwa 1900 zunehmend angezweifelt. Siehe mehr unter klassische Physik ↗

[2] Aristoteles (384 bis 322 v. Chr.) betonte das unendlich Teilbare in der Bewegung: "Es scheint aber die Bewegung zu gehören zu dem Stetigen. In diesem aber zeigt sich zunächst das Unbegrenzte. Darum wenn man das Stetige bestimmen will, begegnet es einem häufig zu gebrauchen den Begriff des Unbegrenzten, als sei das ins Unbegrenzte theilbare ein Stetiges. Hieran reiht sich, daß ohne Raum und Leeres und Zeit, keine Bewegung ist." In: Aristoteles. Physik. Drittes Buch. Erstes Kapitel. Aristoteles: Physik. Leipzig 1829, S. 51-54. Siehe auch Stetigkeit ↗

[3] "Die Bewegung eines Punktteilchens kann als (kontinuierliche) Aufeinanderfolge von Ereignissen angesehen werden. Ist ein Bezugssystem festgelegt, so können nach den Regeln dieses Systems jedem dieser Ereignisse eine Zeitkoordinate t und drei Ortskoordinaten (x1, x2, x3) zugewiesen werden." In: Franz Embacher: Spezielle Relativitätstheorie: Argumentationen zur Herleitung der wichtigsten Aussagen, Effekte und Strukturen. Dort das Kapitel "Das Kreuz mit dem Inertialsystem". Stand 27. November 2024. Internetseite der Universität Wien. Siehe auch Ereignis ↗