Warum kann man Lichtgeschwindigkeit mit einer Mikrowelle und Schokolade rausfinden?
Sind Mikrowellen dasselbe wie Licht? Bzw breiten sie sich so schnell aus wie Licht? Weil ich hab nen Versuch angeguckt bei dem man mit einer Mikrowelle und Schokolade die Lichtgeschwindigkeit zumindest UNGEFÄHR herauskriegen kann (dafür das es so einfache Mittel sind ziemlich beeindruckend wie nah es liegt). Ich verstehe das mit Wellenbauchen und warum es funktioniert. Ich versteh nur nicht so ganz wieso Mikrowellen mehr oder weniger dasselbe Ergebnis liefern wie Licht...
4 Antworten
Hallo Kugelschreiber9,
im Prinzip sind Mikrowellen nichts anderes als Licht. Es sind elektromagnetische Wellen, ihre Quanten (unteilbare Energieportionen) heißen Photonen. Einzig die Frequenz f der Wellen und damit die Photonenenergie h·f ist um rund 5 Zehnerpotenzen kleiner als bei typischem sichtbarem Licht.
Am Ausbreitungstempo ändert das freilich nichts. Als Teilchen ohne Ruheenergie (nichs wesentlich anderes als Masse) können sich Photonen nur mit c bewegen.
Dank der niedrigeren Frequenz hat eine entsprechend größere Wellenlänge
(1.1) λ = c/f,
die man besser messen kann. Außerdem lässt sie sich zu
(1.2) c = λ·f
umstellen, weil man c ja herausfinden möchte. Bei einer Stehenden Welle haben wir einen Abstand
(2.1) d = λ/2 = c/2f
zwischen zwei Schwingungsbäuchen bzw. Schwingungsknoten. Legst Du eine Tafel Schokolade in das Gerät (Drehteller im Zweifelsfall ausbauen, die Schokolade soll sich ja nicht bewegen) und schaltest kurz ein, misst dann den Abstand zwischen zwei geschmolzenen (Bäuche) bzw. nicht geschmolzenen Stellen (Knoten), je nachdem, was sich besser lokalisieren lässt, hast Du d. Falls Du f kennst, kannst Du via
(2.2) c = 2fd
die Lichtgeschwindigkeit ausrechnen. Umgekehrt kannst Du natürlich auch die Frequenz berechnen, wenn Du die Lichtgeschwindigkeit kennst:
(2.3) f = c/2d
Naja Mikrowellenstrahlung ist insofern gleich wie Licht dass beide elektromagnetische Schwingungen sind. Der einzige Unterschied ist die Wellenlänge (und damit nebenbei auch die Energie). Sie bewegen sich genauso schnell wie sichtbares Licht und so kann man durch die Wellenlänge und die Frequenz die Lichtgeschwindigkeit bestimmen.
Mikrowellen sind genauso wie Licht auch elektromagnetische Wellen. Das "normale" Licht ist das,was du sehen kannst. Mikrowellen kannst du nicht sehen, aber Mikrowellen sind eben auch elektromagnetische Wellen. Mikrowellen breiten sich genauso schnell wie Licht aus, nämlich mit Lichtgeschwindigkeit (ca. 3,0*10^8 m/s)
Wie der Name schon sagt, benutzt eine Mikrowelle Mikrowellen, um z.B. Essen aufzuwärmen.
Wenn du jetzt Schokolade in die Mikrowelle legst, dann wirst du sozusagen so Einbeulungen in der Schokolade sehen. Das sind die Punkte, an denen die Wellenbäuche waren.
Und wenn du da jetzt die Abstände misst, hast du die Wellenlänge der Mikrowellen gemessen. Daraus kannst du dann die Ausbreitungsgeschwindigkeit berechnen, also die Lichtgeschwindigkeit.
Mikrowellen breiten sich ja mit der gleichen Geschwindigkeit aus wie Licht auch. Deswegen kommst du auf das gleiche (oder zumindest in etwa) Ergebnis.
Ich hoffe,ich konnte ein bisschen helfen
Vielen Dank :D Kannst du dir vielleicht die Frage von mir auch kurz anschauen? https://www.gutefrage.net/frage/wie-hat-die-boulder-gruppe-die-lichtgeschwindigkeit-besimmt Ich weiß nicht ob dir das irgendwas sagt aber ich probiere es mal. Ich muss wissen wie man letzten Endes die Lichtgeschwindigkeit bestimmt hat. Es sind zwar schon gute Antworten dabei aber erklären es mit Dingen die... ich selber dann wieder erklären können müsste xd Musst natürlich keine Antwort geben aber vielleicht sagt dir das Thema ja was
Man muss den Drehteller weglassen, und ein Gerät verwenden, welches auch nicht mittels beweglicher Flügel versucht, die Wellenbäuche zu verschieben.
Ja, genau richtig wie es TomRichter auch schon geschrieben hat. Der Drehteller und die Flügel dienen dazu, das Essen gleichmäßig zu erwärmen. D.h. die Flügel "verwirbeln" die Mikrowellen, während der Drehteller das Essen dreht. Durch beide Möglichkeiten wird eben für die Verteilung der Mikrowellen und damit die gleichmäßige Erwärmung gesorgt.
Um die Einbeulungen zu sehen, darf das natürlich nicht passieren :)
Weil es Licht ist.
Der unterschied zwischen sichtbaren Licht. Mikrowellen, Röntgenstrahlen, UV, infrarot, radiowellen, Gammastrahlung , sonstige Funkwellen wie z.b. WLAN ist lediglich die Frequenz.
Also wie schnell das Licht "schwingt"
Das ist ein Zirkelschluss: Aus der Wellenlänge kannst du mit Hilfe der Lichtgeschwindigkeit die Frequenz ausrechnen und anschließend mit Wellenlänge und Frequenz die Lichtgeschwindigkeit.
P.S. Das mit den Einbeulungen war mir unbekannt. Tritt das vielleicht nur auf, wenn man den Drehteller weglässt?