Lichtgeschwindigkeit in Luft, Vakuum, Wasser, Glas messen & berechnen

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Heute möchten wir das Thema „Lichtgeschwindigkeit“ behandeln. In diesem Beitrag werden wir uns unter anderem mit der Lichtausbreitung in verschiedenen Medien und mit der Messung der Lichtgeschwindigkeit auseinandersetzen.

Unter der Lichtgeschwindigkeit versteht man die Geschwindigkeit des Lichts in einem Vakuum. Schon Albert Einstein hat sich in seiner Relativitätstheorie festgelegt, dass die Lichtgeschwindigkeit die höchste Geschwindigkeit ist, mit der sich etwas auswirken kann. Das trifft unter anderem auch auf Energie oder Informationen zu. Nichts davon kann sich so schnell bewegen wie die Lichtgeschwindigkeit. Bis heute gilt das als nicht widerlegt – nach aktuellem Wissensstand kann man also davon ausgehen, dass diese Theorie der Wahrheit entspricht.

Die Lichtgeschwindigkeit in unterschiedlichen Medien:

  • im Wasser: 225.000.000 m/s
  • in der Luft: 299.705.518 m/s
  • in einem Glas: 160.000.000 m/s
  • im Vakuum: 299.792.458 m/s

 

Das Messen der Lichtgeschwindigkeit

Der Tag, seitdem wir die Lichtgeschwindigkeit messen können, ist noch gar nicht so lange her. Die Lichtgeschwindigkeit zu messen ist erst seit einigen Jahrhunderten möglich. Bevor man die Lichtgeschwindigkeit messen konnte, dachte der ein oder andere sogar, dass die Lichtgeschwindigkeit unendlich groß sei. Wie wir alle wissen hat sich das als fataler Irrtum herausgestellt.

Die Grundüberlegungen:

Der dänische Astronom Ole Römer untersuchte 1676 die Bewegung des Jupitermonds. Durch den Schatten Jupiters konnte man zum damaligen Zeitpunkt eine mittlere Umlaufzeit des Mondes zu etwa 42,5 Stunden ermitteln. Dabei fiel dem Astronomen auf, dass sich der Mond systematisch verspätete, sobald er aus dem Schatten des Jupiters austrat. So stellte man unter anderem fest, dass der Jupiterschatten jedes Mal früher eingetreten ist als es vorausberechnet wurde.

Daraus schlussfolgerte Römer, dass die Zeitverschiebung mit dem jeweiligen Abstand zwischen Mond und Erde zusammenhängen muss. Laut dem dänischen Astronom betrug die Laufzeit des Lichts für den Erdbahndurchmesser 22 Minuten. Zwar nannte Römer diesen Wert, allerdings konnte er ihn nicht berechnen. Zwei Jahre darauf gelang dies Christiaan Huygens, der eine Lichtgeschwindigkeit von 213 000 km/s berechnete, was allerdings noch kein genaues Ergebnis darstelle.

Die heutigen Messverfahren der Lichtgeschwindigkeit:

Man muss wissen, dass es verschiedene Verfahren gibt, mit denen man die Lichtgeschwindigkeit messen kann. In einem bekannten Verfahren kommt eine Leuchtdiode zum Einsatz, welche sehr kurz eingeschaltet wird. Das Licht wird dann von zwei Empfängern registriert – außerdem wird dabei das Licht auf einem Oszilloskop, einem Messgerät, dargestellt. Durch die zeitliche Verschiebung der Signale hat man die Möglichkeit die Lichtgeschwindigkeit zu berechnen. Im übrigen beträgt die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum 299.792.458 m/s.

Wir hoffen wir konnten Ihnen mit diesem Beitrag ein wenig weiterhelfen!

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