Lichtgeschwindigkeit konstant?
Hallo. Wir haben das Thema Optik und ich verstehe nicht wieso sich die Lichtgeschwindigkeit verändert (siehe Bild). Ich dachte die Lichtgeschwindigkeit ist immer konstant? Könnte sich die Lichtgeschwindigkeit auch vergrössern?
6 Antworten
Albert Einstein geht davon aus dass Licht aus Photonen besteht, also Teilchen, welche wie allen anderen Teilchen den geltenden Gesetzen der Physik unterworfen sind. Dementsprechend haben auch Photonen ein Gewicht, welches unendlich klein ist, um sich in Lichtgeschwindigkeit bewegen zu können. Somit können Photonen auch mit anderen Teilchen kollidieren, bspw. Luft. Licht im Vakuum bewegt sich dementsprechend ohne Geschwindigkeitsverlust. Sobald bspw. Luft im Spiel ist, werden die Photonen durch die Gegenwart des Elements ausgebremst und verlangsamt, wenn auch nur so minimal dass es für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist.
Photonen haben keine Ruhemasse, das ist richtig. Allerdings haben sie eine dynamische Masse, die berechnen wir aus E= m*c*c = h * ny. Über die dyn. masse können wir auch den Impuls eines Photons berechnen; die dynamische Masse ist auch der Grund, warum Photonen in einem Gravitationsfeld abgelenkt werden können.
die dynamische Masse ist auch der Grund, warum Photonen in einem Gravitationsfeld abgelenkt werden können.
nein. wenn du das tust erhältst du falsche resultate für die ablenkung.
die ablenkung im gravitationsfeld hat in der ART nichts mit der masse zu tun. und seit hundert jahren sagt auch niemand in der physik dass photonen eine masse hätte oder verwendet veralterte konzepte wie eine "dynamische masse" (den physiklehrern hat das nur leider noch niemand gesagt)
Die Lichtgeschwindigkeit ist an sich erstmal konstant. Wenn man damit rechnet hat man auch immer diese Konstante C, dessen Wert sich nie ändert.
Allerdings bezieht sich diese Lichtgeschwindigkeit auf die Geschwindigkeit im absoluten Vakuum.
Absolutes Vakuum gibt es allerdings in der Praxis nicht, auch im Weltall hat man noch einzelne Atome, allerdings ist es im All sehr nah am absoluten Vakuum dran. Damit ist die tatsächliche Lichtgeschwindigkeit auch nur minimal (vernachlässigbar) langsamer als die theoretische im absoluten Vakuum.
Jetzt kommt aber noch ein weiteres Problem. Wenn man im Bereich der Lichtgeschwindigkeit arbeitet, wird die relative Zeit und der relative Raum (Relativitätstheorie) sehr wichtig.
Mal angenommen du bewegst dich mit annähernd Lichtgeschwindigkeit für einen Tag, dann ist für dich dieser eine Tag vergangen, für alles außenrum allerdings viel mehr Zeit, zum Beispiel eine Woche (kommt immer darauf an, wie schnell man exakt ist). Das bedeutet auch, dass man die Strecke von etwa einer "Lichtwoche" nicht einem "Lichttag", also 7x weiter zurückgelegt hat.
Damit fühlt es sich theoretisch so an, als wäre man schneller als Licht gewesen, man hat immerhin nach seinem eigenen Zeitempfinden mehr Strecke zurückgelegt als Licht es kann. Für alle um dich herum, warst du aber eine ganze Woche, mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs.
Also wie du siehst, alles ist relativ. Je nachdem von wo du die Geschwindigkeit betrachtest.
In Materie ist die Lichtgeschwindigkeit geringer als die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit.
Das führt dazu, dass in Materie etwas sogar schneller unterwegs sein kann, als das dortige Licht. Führt dann auch prompt zu einem Effekt ähnlich dem Überschall-Knall.
Die Lichtgeschwindigkeit gegenüber der Vakuum-Lichtgeschwindigkeit nochmal zu erhöhen: nunja, es gibt da kleinste Effekte und experimentelle Taschenspielereien. Aber eigentlich nicht.
Ich dachte die Lichtgeschwindigkeit ist immer konstant?
Da hast Du falsch gedacht. Die Lichtgeschwindigkeit, von der man meist spricht, ist die Geschwindigkeit des Lichts im Vakuum.
In Medien ist die durchaus sehr unterschiedlich und man kann den Brechungsindex eines Materials auch als das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit cv im Vakuum und der Geschwindigkeit cm im Medium definieren
die Lichtgeschwindigkeit ist konstant und die oberste Grenze, nur nicht in jedem Medium gleich schnell... 😉
mfe
Photonen haben keine Masse und daher auch kein Gewicht. Sie besitzen Energie.