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Warum ist Licht in Caesium schneller als im Vakuum?

gefragt von ShiboShibo am 24.06.2009 um 15:47 Uhr

Caesium ist doch ein radioaktives Metall und reagiert sehr heftig mit Wasser... Warum ist Licht in diesem Stoff schneller? Bitte keine Fachsprache.


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anonym
beantwortet von salerno56 am 24. Juni 2009 15:57
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es gibt Versuche die deine Frage berechtigen. Offenbar kann Licht, welches eine ähnliche Wellenlänge wie die Strahlung von Caesium in Resonanz kommen und dadurch innerhalb einer Wellenlänge beschleunigt werden. Die mittlere Lichtgeschwindigkeit wird dabei aber überschritten.

http://www.tagesspiegel.de/magazin/wissen/gesundheit/art300,2130939

Kommentar von A99eba013d5ec098fbf8070e3f1303besmallVolker99 am 24. Juni 2009 16:01

ja. aber es geht um 1/300 stel, bei einer verzerrten Wellenlänge. Die Zahl die Shibo oben nennt, ist ca das dreifache.

Kommentar von 5f12cfb6b964d6277f44d2988f0df046smallShibo am 24. Juni 2009 16:09

Was sind 299792 durch 0,35? na Volker

Kommentar von nicki10a am 25. Juni 2009 12:45

Sehr interessanter Artikel. DH!


heiermann
beantwortet von heiermann am 24. Juni 2009 23:34
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In gasförmigem Cäsium kann das Valenzelektron mit Licht der passenden Wellenlänge angeregt werden. Die Cäsiumatome stehen dann in Resonanz mit der Lichtwelle. In der Nähe dieser Resonanzfrequenz gibt es Bereiche, in denen die Gruppengeschwindigkeit des Lichts, also die Geschwindigkeit eines Wellenpakets, grösser als die Vakuumlichtgeschwindigkeit c sein kann ("schnelles Licht"). Die Gruppengeschwindigkeit kann auch sehr langsam oder sogar negativ werden.

Man kann jedoch zeigen, dass die Informationsübertragungsgeschwindigkeit dennoch nicht grösser als c wird. Das Kausalitätsprinzip ist also nicht verletzt.


aleph
beantwortet von aleph am 24. Juni 2009 15:51
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Licht ist im Vakuum schneller als in/durch Materie!


anonym
beantwortet von nicki10a am 25. Juni 2009 14:17
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Hier ist auch noch ein sehr interessanter Aritkel zu dem Thema zu finden: http://www.wissenschaftwissen.de/Physik2.html

Und übrigens: in dem Metall Cäsium ist Licht mit Sicherheit nicht schneller als im Vakuum, weil es sich darin gar nicht ausbreitet, sondern absorbiert wird. Es gibt keine durchsichtigen Metalle.

In dem oben verlinkten Artikel geht es um gasförmigen Cäsiumdampf.

Kommentar von 5f12cfb6b964d6277f44d2988f0df046smallShibo am 1. Juli 2009 14:23

richtig... aber gasförmiger dampf? entweder gasförmig oder dampf!


Volker99
beantwortet von Volker99 am 24. Juni 2009 15:51
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Das stimmt nicht. Licht ist in jeder Materie langsamer, weil die Photonen von den Atomen "geschluckt" und wieder "ausgespuckt" werden. Verwechselst du das mit Schallgeschwindigkeit ?


Kommentar von 5f12cfb6b964d6277f44d2988f0df046smallShibo am 24. Juni 2009 15:52

nein licht ist in caesium 856548km/s schnell!

Kommentar von A99eba013d5ec098fbf8070e3f1303besmallVolker99 am 24. Juni 2009 15:53

aha, dann meld dich mal in Stockholm. hier mal Wiki, leider aber in Chinesisch, du wolltest es so : 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. (Dieses anschauliche Bild kann allerdings nicht zur Berechnung der optischen Eigenschaften fester oder flüssiger Körper verwendet werden.)

In bodennaher Luft ist die Lichtgeschwindigkeit etwa 0,29 ‰ geringer als im Vakuum (also ca. 299 705,51819 km/s), in Wasser beträgt sie etwa 225 000 km/s und in Gläsern mit hoher optischer Dichte 160 000 km/s.

Bei quantenphysikalischen Experimenten bewegt sich Licht in einem Bose-Einstein-Kondensat oder in photonischen Kristallen [3] mit geringer Geschwindigkeit und ist nahezu eingesperrt. Denn diese makroskopischen Quantensysteme besitzen außergewöhnlich hohe Brechzahlen, ohne dass dabei eine merkliche Absorption stattfindet. So konnte die Forschungsgruppe der dänischen Physikerin Lene Hau im Jahr 1999 Licht bis auf ungefähr 17 m/s verlangsamen.

Grenzen zwei durchsichtige Medien aneinander, so bewirkt die unterschiedliche Lichtgeschwindigkeit beider Medien die Brechung des Lichts an der Grenzfläche. Da die Lichtgeschwindigkeit im Medium auch von der Wellenlänge des Lichtes abhängt, wird Licht unterschiedlicher Farbe unterschiedlich gebrochen und weißes Licht spaltet in seine unterschiedlichen Farbanteile auf. Dieser Effekt lässt sich z.B. mit Hilfe eines Prismas direkt beobachten.

Kommentar von nicki10a am 25. Juni 2009 12:48

856548km/s schnell?? Wo hast du denn diese unglaublich große Zahl her?

Und woher oben genannten Faktor 1:0,35 ?

Kommentar von 5f12cfb6b964d6277f44d2988f0df046smallShibo am 25. Juni 2009 15:49

durch rechnen. 299792km/s ist die lichtgeschwindigkeit im vakuum und 0,35 die brechzahl von caesium. die lichtgeschwindigkeit in einem stoff lässt sich so berechnen: lichtgeschwindigkeit im vakuum durch die brechzahl des stoffs


heiermann
beantwortet von heiermann am 25. Juli 2009 13:54
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Wegen des grossen Interesses an dieser Frage füge ich hier noch ein paar Gedanken in Fachchinesisch an, obwohl vom Fraganten nicht gewünscht.

Der Traum von der Überlichtgeschwindigkeit würde schnell zerplatzen, wenn man anfinge, eine technische Informations- oder Energieübertragung zu realisieren. Es gibt zahlreiche Gegenargumente, die von den Überlichtgeschwindigkeitsforschern anscheinend geflissentlich ignoriert oder verschwiegen werden.

  • Die Versuche werden mit sehr schmalbandigen Wellenpaketen im Bereich der anomalen Dispersion durchgeführt, sonst würden sie nicht funktionieren. Als Konsequenz der Unschärferelation haben diese Pakete breite, flache Flanken und eignen sich daher nicht für eine Informationsübertragung. Die geringe Bandbreite sowie die Latenzzeiten für Präparation und Messung der Impulse machen den vermeintlichen Zeitvorsprung wieder zunichte.

  • Das Wellenpaket wird unterwegs in der Regel stark gedämpft und verzerrt. Eine ungedämpfte Übertragung ist bisher nur gelungen, wenn das Medium vorher gepumpt wurde. Von einem überlichtschnellen Energietransport kann also keine Rede sein.

  • Die Relativitätstheorie und das Kausalitätsprinzip sprechen nach unserem heutigen, theoretischen Verständnis gegen eine überlichtschnelle Ausbreitung von physikalisch messbaren Grössen. Der Energie/Impulsfluss (Poynting-Vektor, Maxwell-Tensor) würden sonst singulär.


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