Frage von TSoOrichalcos, 43

Wie kann Licht langsamer als die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit ein?

Hallo, ich hab grad gelesen, dass Licht in manchen Medien langsamer ist als die Vakkum-Lichtgeschwindigkeit, wie kann das sein? Nach Einsteins Formel ist die Geschwindigkeit als sqrt(1-(mc²/E)²)c definiert. Da Licht immer eine Ruhemasse von 0 hat, muss sie sich doch immer mit der Vakuumlichtgeschwindigkeit fortbewegen. Die Formel ist eine Umformung von E=m(rel)c².

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von grtgrt, 22

Siehe auf Seite http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=1444 die beiden Antworten von Lambert.

Antwort
von JTKirk2000, 43

Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist die ideale Geschwindigkeit für das Licht, weil die Energie der Photonen an keine subatomaren Teilchen abgegeben wird. Indem ein Elektron die Energie eines Photons aufnimmt, ein höheres Energieniveau im Atom annimmt, von dort wieder zurückfällt und die Energie wieder als ein Photon gleicher Wellenlänge des ersten abgibt wird durch die dabei vergangene Zeit die Geschwindigkeit von einem gedachten Punkt a bis zu einem gedachten Punkt b dadurch verringert, dass zwischen beiden Punkten entsprechende Atome vorhanden sind. An sich bewegt sich das Licht immer mit der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum fort, aber es kann auf seinem Weg durch den Quantensprung (wie oben beschrieben) vorübergehend aufgehalten werden.

Antwort
von Physikus137, 34

„Es ist nicht gut, für die Masse eines Körpers die Größe M=m/\sqrt{1-v^2/c^2} einzuführen, für die keine klare Definition gegeben werden kann. Es ist besser, keine andere Masse als 'die Ruhemasse' m zu benutzen. Anstatt M einzuführen gibt man für einen bewegten Körper besser die Beziehung zwischen Impuls und Energie an.“ - Albert Einstein[1]

Für den Fall von Licht ist deine Gleichung nicht gut definiert, da du für m = 0/0 (für v=c, sonst m=0, was für Licht ja korrekt ist 😀) erhältst.

Klassisch ist die Lichtgeschwindigkeit einfach 1/sqrt(ε0 ε μ0 μ). Zum Ursprung des Brechungsindex ( und damit der verringerten Lichtgeschwindigkeit in Materie) empfehle ich Feynmans Vorlesungen über Physik Band 1, Kapitel 31.

[1] https://de.m.wikipedia.org/wiki/Masse_(Physik)

Kommentar von Physikus137 ,

Das englische Original der Feynman Lectures kann man auch online genießen. Hier der Link zum zitierten Kapitel:

http://www.feynmanlectures.caltech.edu/I_31.html

Antwort
von Olamio, 19

Mit der Lichtgeschwindigkeit in der Luft verhält es sich genauso wie der Schall in Wasser. (Schall und Licht sind ja beides Wellen)

Fast alles hat sein "eigenes Medium" für Schall ist es die Luft, und bei Licht ist es halt das Vakuum. Um noch mal zum: "Da Licht immer eine Ruhemasse von 0 hat, muss sie sich doch immer mit der Vakuumlichtgeschwindigkeit fortbewegen" zurückzukommen, Licht hat eine Ruhemasse von 0 im Vakuum! Das ist nicht Luft bzw. unsere Atmosphäre.

Der Grund warum es Schall unter Wasser gibt ist, weil die Luft (O) auch im Wasser (H2O) vorhanden ist.

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