Ist Strom schneller als Licht?
12 Antworten
Bei Strom muss man zwei Dinge unterscheiden:
1) wie schnell fließt ein Elektron durch die Leitung
2) wenn man an einem Ende der doppelädrigen Leitung die Batterie anlegt, wie schnell bewegt sich die Information über die Leitung, dass sie die Elektronen nun im Stromkreis drehen sollen, sodass am anderen Ende der Leitung eine Glühbirne anfangen kann zu leuchten?
Obwohl Ersteres mit 0,5mm/s extrem langsam ist, ist es nicht so, dass du den Schalter ein schaltest und eine halbe Stunde später hat das Elektron, was vom Schalter entsendet wurde die Glühbirne erreicht und das Licht geht an, weil die Leitung ja immer schon voller ruhender Elektronen ist und sowie an einem Ende paar Elektronen dazu kommen, breitet sich das wie eine Welle durch die Leitung aus und das mit einer Geschwindigkeit von 200.000 km/s (das ist sozusagen das Kupferäquivalent zu Lichtgeschwindigkeit)
Korrekt. Bei Signalleitungen ist die Geschwindigkeit mit der sich Signale ausbreiten sogar angegeben.
https://image.schrack.com/datenblaetter/h_hsekp4233k_de.pdf
Auf Seite 2 findet man
Signalgeschwindigkeit (c): 0,80 (Richtwert)
Das bedeutet, dass die Signalgeschwindigkeit das 0,80 von c, der Lichtgeschwindigkeit beträgt. Also hier 80% Lichtgeschwindigkeit.
Die meisten "einfachen" Kabel bewegen sich um etwa 66%.
Messgeräte für Netzwerkleitungen können über diese Signallaufzeit die Länge des Kabels feststellen. Hier muss man aber den Faktor vorher eingeben. Viele Firmen stellen da gerne besonders hohe Werte ein, dann schafft das Signal ja besonders viele Meter pro Nanosekunde Laufzeit und so werden dann schöne, lange Leitungen angezeigt und dem Kunden berechnet.
Nichts ist schneller als die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Das haben die anderen ja schon beantwortet.
Im Medium ist die Lichtgeschwindigkeit allerdings langsamer, genau um den Brechungsindex. Das führt dazu, dass Teilchen schneller als die Lichtgeschwindigkeit im Medium sein können. Im Wasser von Nuklearreaktoren passiert das und nennt sich Tscherenkow-Strahlung. Dort sind geladene Teilchen schneller als die Lichtgeschwindigkeit in dem Medium und es gibt eine entsprechende »Überschall«-Wellenfront.
Kurz gesagt: Ja Strom kann schneller sein als Licht, er kann aber niemals schneller sein als Licht im Vakuum.
Lang gesagt:
Das würde per Definition schon nicht gehen. Der "Strom" breitet sich als Elektromagnetische Welle auf der Leitung aus und Licht ist eine Elektromagnetische Welle.
Wenn also Strom sich schneller als Licht ausbreitet würde das bedeuten, dass sich die Elektromagnetische Welle schneller als Licht ausbreiten müsste was dann wiederum bedeutet, dass sich Licht schneller als Licht ausbreitet.
Elektrischer Strom kann sich aber auf einer Leitung durchaus schneller ausbreiten als Licht in einigen Medien aber niemals schneller als im Vakuum.
Nein, die Elektronen selber bewegen sich sogar nur millimeterweise im Leiter voran, aber der Impuls von Elektron zu Elektron, sich in Bewegung zu versetzen, verläuft annähernd lichtschnell. Darum brennt eine Glühlampe beim Einschalten quasi "sofort".
Nein Lichtgeschwindigkeit ist das absolut Maximum und wird auch von Strom nicht annähernd erreicht.