Lichtgeschwindigkeit im Vakuum
Heute schließt man nicht von der Entfernung in Meter und einer Zeitmessung auf die Lichtgeschwindigkeit, sonder umgekehrt, die Lichtgeschwindigkeit ist als Universalkonstante vorgegeben und 1 Meter ist als jene Entfernung definiert, die das Licht in 1/299 792 458 Sekundenbruchteil zurücklegt.
Hier findest du folgende Inhalte
Formeln
Lichtgeschwindigkeit im Vakuum
Auf Grund der hohen Geschwindigkeit von Licht bei irdischen Entfernungen war man seit der Antike fälschlicher Weise davon ausgegangen, dass sich Licht mit unendlich hoher Geschwindigkeit ausbreitet.
Im Jahr 1676 gelange es Ole Römer erstmals die Höhe der endlichen Lichtgeschwindigkeit wie folgt zu quantifizieren: Das Licht des alle 42,5 Minuten gleichmäßig in den Schatten des Planeten Jupiter eintauchenden Mondes Io benötigt ca. 35 Minuten bis zur Erde. Auf Grund des Umlaufs der Erde um die Sonne variiert die Entfernung, die das Licht von Io bis zur Erde zurücklegen muss +/- 1 Mal um den Abstand von der Erde zur Sonne (149,6*109 km). Innerhalb von 6 Monaten verzögert sich so scheinbar der Eintritt von Io in den Schatten von Jupiter um 1000 Sekunden, um dann in den nächsten 6 Monaten die 1000 Sekunden wieder aufzuholen, da das Licht abhängig vom Umlauf der Erde um die Sonne einen unterschiedlich langen Weg zurücklegen muss. Dividiert man also die 2 fache Entfernung von der Erde zur Sonne durch diese 1000 Sekunden, so kann man die Lichtgeschwindigkeit errechnen.
\({\rm{Lichtgeschwindigkeit = }}\dfrac{{{\rm{Weg}}}}{{{\rm{Zeit}}}} = \dfrac{{2 \cdot 149,6 \cdot {{10}^9}{\rm{km}}}}{{1000s}} = 2,992 \cdot {10^8}\dfrac{{{\rm{km}}}}{{\rm{s}}}\)
Heute ist der Ansatz der Umgekehrte, d.h. man schließt nicht von der Entfernung in Meter und einer Zeitmessung auf die Geschwindigkeit, sonder die Lichtgeschwindigkeit ist als Universalkonstante vorgegeben und 1 Meter ist als jene Entfernung definiert, die das Licht in 1/299 792 458 Sekundenbruchteil zurücklegt.
Da das Licht eine elektromagnetische Welle ist, sind die Lichtgeschwindigkeit, die elektrische und die magnetische Feldkonstante aneinander gemäß folgender Formel gekoppelt:
\({c_0} = \dfrac{1}{{\sqrt {{\varepsilon _0} \cdot {\mu _0}} }} = 3 \cdot {10^8}\dfrac{m}{s}\)
| \({c_0}\) | Lichtgeschwindigkeit im Vakuum | |
| \({\varepsilon _0}\) | Elektrische Feldkonstante | \({\varepsilon _0} = 8,854 \cdot {10^{ - 12}}\dfrac{{As}}{{Vm}}\) |
| \({\mu _0}\) | Magnetische Feldkonstante | \({\mu _0} = 4\pi \cdot {10^{ - 7}}\dfrac{N}{{{A^2}}}\) |
Schon den nächsten Urlaub geplant?
Auf maths2mind kostenlos auf Prüfungen vorbereiten!
Nach der Prüfung mit dem gesparten Geld deinen Erfolg genießen.
rgb(5,149,183)
Bild
