Warum liegt die Lichtgeschwindigkeit bei 299.792,458 km/sec?

Gute Frage nächste Frage. Warum 3*10^8?

Was ist an 3*10^9 so falsch? Oder 2*10^8?

Das sind Fragen die noch offenstehen und es gibt auch mittlerweile Theorien die behaupten in der Welt der aller kleinsten Dinge gibt es weder erhaltungssätze noch andere Naturgesetze hier kann die Lichtgeschwindigkeit auch langsamer sein.

Das ist eine echt verrückte Vorstellung wenn du mich fragst. Ich kann die die videoreihe "von aristoteles zur stringtheorie" von Herrn ganßner auf YouTube nur empfehlen! Hier geht er auf solche und andere Dinge ein auch die Mathematik dahinter beleuchtet er ohne alles zu sehr zu verkomplizieren.

Weil Meter und Sekunde entsprechend definiert wurden.

Meter wurde so festgelegt, dass der Erdumfang ca. 40,000 km ist.

Sekunde wurde so festgelegt, dass ein Tag aus 24 * 60 * 60 Sekunden besteht.

Und als man mal die Lichtgeschwindigkeit berechnete kam eben 299.792,458 km/s raus.

Hallo guterfrager401,

wie hier schon einige Antwortgeber gesagt haben, ist der genaue und ziemlich "krumme" Wert des Lichttempos ¹) ein Artefakt der Maßeinheiten, in denen wir messen.

Der Meter wurde von französischen Wissenschaftlern zuerst als 1⁄10000000 (10⁻⁷) eines Erdquadranten auf der geografischen Länge von Paris definiert, und dies sollte durch den Urmeter in Materie gegossen werden. Leider war die vorangegangene Vermessung ungenau gewesen, und deshalb ist der Urmeter zu kurz, aber die einzige verbindliche Referenz.

Die Sekunde war als 1⁄86400 eines Tages definiert. Das ist die Zeitspanne zwischen zwei High Noons. ²)

Das sind aber beides mehr oder minder "zufällige" und nicht einmal unveränderliche Größen ³). Das ist natürlich unbefriedigend.

Seit bekannt ist, dass Atome und ihre Bestandteile, sofern sie von der gleichen "Sorte" sind, völlig identisch sind und auch exakt die gleichen Eigenschaften haben, darunter auch die Frequenz des von ihnen bei bestimmten Übergängen ausgesandten Lichts, haben wir ein sozusagen "unbestechlicheres" und auch reproduzierbares Maß dafür, was eine Sekunde ist. Die Idee ist: Man misst die Periodendauer in Sekunden (bisheriger Definition) und dreht den Spieß um, indem man die Sekunde als ihr Vielfaches definiert. Die Zahl, die dabei ist ziemlich "krumm", weil eine Neudefinition natürlich nicht die Länge der Sekunde selbst verändern darf.

Der Meter beruhte hingegen noch bis 1983 auf dem Urmeter. Dann wurde sie durch eine Definition ersetzt, die das Lichttempo c verwendet.

Dass das Lichttempo eine Naturkonstante ist, war spätestens seit MAXWELL klar. Immerhin lässt sie sich als Kombination der elektrischen und der magnetischen Feldkonstante darstellen, wie schon ISolveProblems geschrieben hat:

(1.1) c = 1/√{ε₀∙μ₀}

Beide Konstanten kommen in MAXWELLs Grundgleichungen der Elektrodynamik vor. Welche Konstanten man durch welche ausdrückt, ist allerdings einerlei. Ebensogut kann man

(1.2) μ₀ = 1/{c²ε₀} oder
(1.3) ε₀ = 1/{c²μ₀}

sagen. Als universelle Konstante ist c nicht weniger grundlegend als die anderen, eigentlich sogar grundlegender: Mit c bewegt sich, was quasi nur seine eigene Bewegung ist, etwas, dessen gesamte Energie nur kinetische Energie ist.

Bis 1973 hatte man das Lichttempo auf 1 m⁄s genau gemessen und war am Ende der Fahnenstange angelangt. Genauer ging es nicht, da die Länge des Urmeters eine größere Genauigkeit nicht mehr hergab.

Zeit für den nächsten logischen Schritt: Den Meter 1983 neu zu definieren, nämlich als 1⁄299792458 einer Lichtsekunde. Der Kehrwert liegt in den Fehlergrenzen von 1973.

Damit hatte man endlich eine Meter- Definition, für deren Kalibrierung niemand mehr extra nach Paris fahren muss (dafür gibt es bessere Gründe 😁).

Universelle Konstanten sind oft ein Hinweis darauf, dass man zwei Größen ebensogut in derselben Einheit messen könnte, zum Beispiel Längen in Sekunden – Lichtsekunden eben. Dadurch wird aus c einfach 1.

Die Sekunde als Entfernung ist für praktische Belange zu groß, aber das macht nichts: Einfach die Nanosekunde nehmen, das entspricht der Länge eines handelsüblichen Schullineals (die 30cm - Variante) oder einem Englischen Fuß (ft).

Geschwindigkeiten lassen sich gut in ppb (parts per billion = Milliardstel) angeben; so gehe ich üblicherweise 5 ppb schnell und man darf innerorts nicht schneller fahren als mit ca. 46 ppb (man könnte großzügigerweise auf 50 ppb aufrunden, was knapp 15 m⁄s oder knapp 54 km⁄h entspricht).

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¹) Eine Geschwindigkeit im physikalischen Sinne (engl. velocity) ist eine Vektorgröße, eine Größe mit Richtung. Was wir umgangssprachlich "Geschwindigkeit" nennen, ist oft nur deren Betrag (engl. speed), was man ganz gut mit Tempo wiedergeben kann.

²) Die eigentliche Rotationsdauer der Erde beträgt übrigens nur 86164 s, nur dass die Sonne aufgrund ihrer Umrundung jede volle Umdrehung etwas weiter östlich steht und die Erde einige Minuten braucht, um sie wieder aus derselben Perspektive zu sehen.

³) Noch im Jura waren die Tage nur ca. 22 Stunden lang. Der Mond bremst die Erde, indem er einen Flutberg erzeugt und daran zieht. Er selbst entfernt sich dabei von der Erde.

Es ist sinnlos bei Naturgesetzen zu fragen warum sie so sind.

Es ist halt bei der Entstehung des Universums nur das űbrig geblieben was als Gesamtsystem stabiel geblieben ist.

Das Verhältniss von zurűckgelegtem Weg in bezug auf die definierte Zeit ergibt bei Licht ( im Vakuum ) eben 299 792 458 m/s

Eine bestimmte Anzahl von Atomschwingungen ,des Cäsiumatoms ,wurde als Referenzgröße gewählt und 1 Sekunde genannt .

Wenn man zb X Schwingung gezählt hat wird das 1 sekunde genannt.

Deine Frage lautet jetzt also :

☆☆Warum liegt die Lichtgeschwindigkeit bei 299 792 458m/ X Atomschwingungen des Cäsiumatoms ☆☆

Jetzt kannst du fragen : Warum schwingt ein Cäsiumatom in einem festen Rhythms? .......

Weil für die Lichtgeschwindigkeit c im Vakuum gilt:



wobei ε0 die Permittivität und μ0 die Permeabilität des Vakuums ist: