Frage von RatchetaClank, 56

Beschleunigt das Licht wieder auf seine ursprüngliche Geschwindigkeit?

Angenommen wir beobachten das Licht im Vakuum, folglich ist die Lichtgeschwindigkeit knapp 300000km/s.

Wenn nun das Licht durch einen Glas- oder Diamantblock strahlt, nimmt die Geschwindigkeit ab, weil sich das Licht durch ein optisch dichteres Medium bewegt.

Nehmen wir nun an das Licht ist ,,nur " noch 150000 km/s schnell und es verlässt nun das optisch dichtere Medium und befindet sich wieder im Vakuum.

Beschleunigt nun das Licht wieder auf seine ursprüngliche Geschwindigkeit (300000km/ s) oder bleibt es so ,,langsam"?

Wenn letztere gehen sollte, könnte man theoretisch doch das Licht komplett abbremsen können?

Was ich mir aber nur schwer vorstellen kann. Und falls es wieder beschleunigen sollte, woher nimmt das Licht dann die Energie um zu beschleunigen ?

Antwort
von OlliBjoern, 18

Man kann tatsächlich sehr langsames Licht erzeugen. (eine Gruppengeschwindigkeit von nur 17m/s wurde mal erzeugt, mit einem Bose-Einstein-Kondensat oder einem photonischen Kristall)

Licht hat verschiedene Geschwindigkeiten in verschiedenen Materialien, das stimmt. Die Formulierung "beschleunigen" ist vielleicht nicht so ganz passend, denn das Licht ändert seine Geschwindigkeit sozusagen "abrupt" (anders als ein Auto, das tatsächlich beschleunigt werden muss).

Die Energie ist E = h*v (v ist die Frequenz), die Geschwindigkeit taucht hier gar nicht auf. Nur bei Objekten mit Ruhemasse ist die Geschwindigkeit für E(kin) relevant, E(kin) = 0,5*m*v^2 (v ist hier die Geschwindigkeit)

Für die Energie von Licht ist also die Frequenz (und damit die Farbe, bei sichtbarem Licht) entscheidend. Blaues Licht ist energiereicher als rotes.

Kommentar von Hauptschule11 ,

Das Licht ändert seine Geschwindigkeit eigentlich garnicht. Die Photonen werden nur absorbiert und reemittiert.

Antwort
von Ahzmandius, 27

In Materie ist Licht langsamer als im Vakuum...

Dies stimmt mit der Vorstellung überein, dass Photonen von den
Molekülen absorbiert und wieder ausgesendet werden. Zwar laufen sie
zwischen den Molekülen so schnell wie im Vakuum, aber die Wechselwirkung mit den Molekülen, die wie effektive „Pausen“ wirkt, verlangsamt sie

https://de.wikipedia.org/wiki/Lichtgeschwindigkeit#Lichtgeschwindigkeit_in_Mater...

Antwort
von LewisM, 28

Das Problem beruht denke ich auf der falschen Annahme, das Licht würde tatsächlich langsamer werden. Eigentlich ändert sich aber an den 300 000km/s auch im Diamanten nichts, das Licht WIRKT lediglich langsamer.

Antwort
von dantes, 41

Da das Lichtphoton keine Masse hat, braucht es auch keine Energie zum Beschleunigen.

Ja, es breitet sich wieder im Vakuum schneller aus als im Diamant. Aber es braucht nicht im herkömmlichen Sinn "beschleunigen".

Kommentar von dantes ,

Ergänzung:

Aus der Sicht des Lichtes (Stichwort Interialsystem) ändert sich die Geschwindigkeit des Lichtes in keinem Fall. Nur es wird ständig gestreut, bedeutet von Atom zu Atom hat es eigentlich seine normale Geschwindigkeit. Man kann es sich wie in einem Labyrinth vorstellen. Um vom Ein- zum Ausgang zu kommen muss man einen weiten verschachtelten Weg in Kauf nehmen. Trotz gleicher Geschwindigkeit ist man dann aber durch den verlängerten Weg für einen Außenstehenden scheinbar langsam.

Kommentar von RatchetaClank ,

Danken für die schnelle Antwort ;)
Aus der Formel E = m x c^2 geht hervor das ein Lichtphoton Masse besitzen muss. Wenn es keine Masse hätte, hätte das Teilchen/Welle auch keine Energie weil ja m= 0 wäre und 0 mal irgendwas zum Quadrat 0 ist.

Kommentar von dantes ,

Gern geschehen.

Na, da bist du gedanklich in eine Sackgasse gedriftet. Das Photon hat eine !theoretische! Ruhemasse von m=0. Da aber ein Photon per Definition nicht in Ruhe sein kann, hat es durchaus eine Masse durch die Energie die es durch Frequenz und Geschwindigkeit in sich trägt. Die ist sehr einfach: E=h*v ; E=m*c² -> h*v=m*c² ->

v*4,1eVsx10^−15/300.000.000m/s = m

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