Lichtgeschwindigkeit

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Offline -eumel-

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #250 am: 12. Januar 2012, 01:32:19 »
Schneller als Licht geht offenbar doch.
Siehe hier http://www.astronews.com/news/artikel/2011/11/1111-027.shtmlmfG

Im Fazit des von Dir verlinkten Artikels steht aber:
Zitat
Allerdings betonen die OPERA-Verantwortlichen, dass dies noch immer nicht bedeuten würde, dass Neutrinos tatsächlich schneller als das Licht sind. Dazu müsste es noch weitere Tests und auch unabhängige Messungen geben.

Offline Kryo

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #251 am: 12. Januar 2012, 13:42:39 »
mal ne Frage dazu: Sind die Neutrinos bei dem Experiment schneller als die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum oder schneller als die Lichtgeschwindigkeit durch das massive Gestein der Erdkruste? ich vermute ja mal ersteres... aber explizit gelesen hab ich das bisher noch nich...

websquid

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #252 am: 12. Januar 2012, 13:57:08 »
Es geht um schneller als Vakuumlichtgeschwindigkeit

mardinjunge

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #253 am: 12. Januar 2012, 21:19:24 »
Ich grüble die ganze Zeit über das Photon und seine Geschwindigkeit nach. Das Photon hat ja eine Ruhemasse von 0 kg und bewegt sich mit 299.792.458 m/s. Laut der Formel E=mc^2 . Wenn ich jetzt die Werte einsetze:
E= 0 x 299.792.458 m/s = 0 J
Das heißt, dass man keine Kraft aufwenden muss, um das Photon so schnell zu bewegen. Widerspricht das nicht paar gesetzen der Physik? Man kann doch nicht ein Teilchen ohne eine Krafteinwirkung so schnell bewegen? Perpetuum Mobile?

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Offline Olli

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #254 am: 12. Januar 2012, 21:38:25 »
Ich grüble die ganze Zeit über das Photon und seine Geschwindigkeit nach. Das Photon hat ja eine Ruhemasse von 0 kg und bewegt sich mit 299.792.458 m/s. Laut der Formel E=mc^2 . Wenn ich jetzt die Werte einsetze:
E= 0 x 299.792.458 m/s = 0 J
Das heißt, dass man keine Kraft aufwenden muss, um das Photon so schnell zu bewegen. Widerspricht das nicht paar gesetzen der Physik? Man kann doch nicht ein Teilchen ohne eine Krafteinwirkung so schnell bewegen? Perpetuum Mobile?

Ne, so ist es nicht... du schreibst ja richtig, dass das Photon eine Ruhemasse von 0 hat. Also wenn es "stillsteht", hat es keine Masse. Wenn es sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt, hingegen schon.
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mardinjunge

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #255 am: 12. Januar 2012, 21:42:12 »
Kennt man den die Masse des Photons, wenn es sich bewegt? Unendlich geht ja nicht, da es eine bestimmte Geschwindigkeit hat.

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Offline Olli

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #256 am: 12. Januar 2012, 22:05:37 »
Nein, kennt man nicht. Ich habe mich in meine vorherigen Post etwas unzureichend und nicht richtig ausgedrückt.

Was bei deinem Gedankenspiel vielleicht etwas zu Knoten in den Hirnwindungen führt, dass du dir das Photon als massives Teilchen vorstellst, wie ein Proton, ein größeres Ion. Ein Photon kann nicht wie ein anderes Teilchen durch eine externe Kraft abgebremst oder beschleunigt werden. Es bewegt sich so schnell, wie das Medium, in dem es sich bewegt, zulässt. Man kann also keine Kraft aufwenden, um das Photon auf die Vakuumlichtgeschwindigkeit zu "bringen".

Ich versuche das mal anschaulich zu erklären. Im Standardmodell der Elementarteilchenphysik hat das Photon keine Masse. Dies zeigt sich dadurch, dass die Komponenten des elektrischen Feldes im Vakuum die Wellengleichung erfüllen. Die Phasengeschwindigkeit c in dieser Wellengleichung die Vakuumlichtgeschwindigkeit. Die Wellengleichung, die dies erfüllt, funktioniert nur für massenlose Teilchen.

Nehmen wir mal an, das Photon hätte eine Masse. Dann wäre die elektrische Wechselwirkung zwischen zwei Ladungen eine andere, als wir sie beobachten (anstatt einem Coulomb-Potential wäre es ein Yukawa-Potential).

Man kann auch aus relativistischen Energie-Impuls-Relation [tex]E = \sqrt{(m_0 c^2)^2 + (pc)^2)}[/tex] sehen, dass masselose Teilchen, also ([tex]m_0 = 0[/tex]), lichtartig sind.
Die Ableitung von E nach dem Impuls p ergibt die Geschwindigkeit, hier genau c.

Verwendet man die Quantenmechanik an, dann ordnet man dem Photon die Energie E = h x f (h ist das Plancksche Wirkungsquantum, f die Frequenz des Lichts).

Macht es das etwas verständlicher?

Ein wenig mehr Infos gibt es noch auf der Seite des DESY (Deutsches Elektronensynchrotron).

Grüße
Olli
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mardinjunge

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #257 am: 12. Januar 2012, 22:18:14 »
Ja, jetzt habe ich das verstanden ;D
Danke!!!

Kreuzberga

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #258 am: 12. Januar 2012, 22:28:11 »
Kennt man den die Masse des Photons, wenn es sich bewegt?

Verwendet man die Quantenmechanik an, dann ordnet man dem Photon die Energie E = h x f (h ist das Plancksche Wirkungsquantum, f die Frequenz des Lichts).

Und insofern kann man dem Photon eine relativistische Masse abhängig von der Frequenz zuordnen. Also, Ruhemasse immer null, relativistische Masse abhängig von der Frequenz.

mardinjunge

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #259 am: 20. Januar 2012, 13:43:09 »
Ich habe wiedermal eine Frage ;D und zwar: Die Gravitation  beeinflusst ja das Lichtteilchen. So kann man z.B. Objekt, die normaler Weise hinter einem Objekt sind, trotzdem erkennen. Jetzt ist meine Frage, kann man den Gravitationseinfluss die dieses Effekt verursacht berechnen/messen, so das man genau weis wie stark das Licht gebrochen wurde, wo genau das Objekt sich derzeit befindet und wie stark der Raum durch die Gravitation gekrümmt ist.

Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #260 am: 20. Januar 2012, 13:56:57 »
Jep, das kann man mit Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie ziemlich gut berechnen:
Der Ablenkungswinkel beträgt 4GM/rc² - G dabei die Gravitationskonstante, M die ablenkende Masse, r der minimale Abstand deines Photons zur Masse und c dabei einfach die Lichtgeschwindigkeit.

Ich denke, das Ergebnis kommt dann in rad heraus, um auf Grad zu kommen musst du rad*180°/pi =alpha berechnen.
42/13,37 ≈ Pi

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Offline Meagan

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #261 am: 20. Januar 2012, 18:43:29 »
Kennt man den die Masse des Photons, wenn es sich bewegt?

Verwendet man die Quantenmechanik an, dann ordnet man dem Photon die Energie E = h x f (h ist das Plancksche Wirkungsquantum, f die Frequenz des Lichts).

Und insofern kann man dem Photon eine relativistische Masse abhängig von der Frequenz zuordnen. Also, Ruhemasse immer null, relativistische Masse abhängig von der Frequenz.

Relativistische Masse abhängig von Frequenz und Ruhemasse immer 0?

Ich will mir jetzt gar nicht ausmalen, wie ein Photon angehalten und auf eine Wage gelegt werden kann. Die Geschichte mit der Frequenz verwirrt mich aber.

Licht ist schließlich eine Partikelstrahlung mit Welleneigenschaften. Erhöhe ich nun die Frequenz so komme ich irgendwann zur Röntgen und später zur Gammastrahlung. Bedeutet das nun im Umkehrschluss, dass auch Röntgen- und Gammastrahlung aus Photonen bestehen ?

Da die Energie des Teilchens sehr viel höher sein muss würde das nun erklären, warum so viele Materialien von der Strahlung durchdrungen werden.

Рене

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #262 am: 20. Januar 2012, 19:38:12 »
Bedeutet das nun im Umkehrschluss, dass auch Röntgen- und Gammastrahlung aus Photonen bestehen ?
Genau so ist es

mardinjunge

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #263 am: 20. Januar 2012, 23:08:01 »
Jep, das kann man mit Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie ziemlich gut berechnen:
Der Ablenkungswinkel beträgt 4GM/rc² - G dabei die Gravitationskonstante, M die ablenkende Masse, r der minimale Abstand deines Photons zur Masse und c dabei einfach die Lichtgeschwindigkeit.

Ich denke, das Ergebnis kommt dann in rad heraus, um auf Grad zu kommen musst du rad*180°/pi =alpha berechnen.

Irgendwie komme ich mit der Formel nicht richtig klar.
Also meine Rechnung:

Formel: 4GM/rc²

Gegeben:
G = 6,6738480*10^-11 (m³/kg*s²)
M = 3,97784*10^30 kg (2-fache Sonnenmasse)
r = 10 m (ja, dass ist der Abstand von dem aus ich die Photonen an den Stern vorbei ziehen lassen will)
c = 299.792.458 m/s

Lösung:

4  *  6,6738480*10^-11 (m³/kg*s²)  *  3,97784*10^30 kg  )  /  (  10 m  *  299.792.458 m/s  )
= 3,542117064^11 und jetzt weiter ???

Ich habe schon probiert das Ergebniss in alpha umzurechnen. aber irgendwie bekomme ich eine 7-stellige Zahl raus?

Was mache ich falsch?

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Offline Schillrich

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #264 am: 20. Januar 2012, 23:19:32 »
Hast du auch c2 genommen? Das sind dann schon mal 8 weitere Stellen zum Streichen.
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #265 am: 21. Januar 2012, 08:16:10 »
also ich hab C² genommen, und mein Ergebnis ist 1181,523 . umgerechnet in Alpha 67696,28°.

Also irgendwie muss da noch ein Fehler liegen.
Raumfahrt ohne Vision ist nichts. Also lasst uns das Unmögliche wahr werden!

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Offline Schillrich

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #266 am: 21. Januar 2012, 10:54:08 »
r=10m dürfte auch nicht stimmen. r sollte der Radius zum Schwerpunkt sein, nicht zur Oberfläche. Da kommen dann noch mal eine Reihe 10-Potenzen weg ...
\\   //    Grüße
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Offline Meagan

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #267 am: 21. Januar 2012, 11:01:53 »
Mit den angegebenen Koordinaten, also mit 10m zum Mittelpunkt komme ich auf:

3,71277370930313E-009 rad
also
2,1272626745892E-007 °

Ein Radius von 10m dürfte dann aber doch wohl eher ein Neutronenstern, als eine Sonne sein.

GG

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #268 am: 21. Januar 2012, 11:42:29 »
Das Licht wird nicht gebrochen, wie oben vermutet. Stattdessen wird der Raum um jede Gravitationsquelle durch diese beeinflusst, so dass das Licht eine für uns gebogen erscheinede Bahn nimmt. Für das Licht ist aber alles normal, es bewegt sich geradlinig aber durch einen gekrümmten Raum.

Schon 1919 konnte diese Vermutung Einsteins während einer Mondfinsternis Sonnenfinsternis von Wissenschaftlern messtechnisch nachgewiesen werden. Das Licht eines beobachteten Sterns wurde beim Durchgang der Sonne durch den Lichtweg zur Erde um 1,75 Bogensekunden abgelenkt.

Freud'scher Fehler. ;) ;D
« Letzte Änderung: 22. Januar 2012, 20:47:44 von GG »

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Offline -eumel-

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #269 am: 21. Januar 2012, 12:51:16 »
Schon 1919 konnte diese Vermutung Einsteins während einer Mondfinsternis von Wissenschaftlern messtechnisch nachgewiesen werden. Das Licht eines beobachteten Sterns wurde beim Durchgang der Sonne durch den Lichtweg zur Erde um 1,75 Bogensekunden abgelenkt.

Uff!  Wie haben sie denn das gemessen?
Die Sonne dürfte doch alles überstrahlt haben!
Bei einer Mondfinsternis ist die Sonne doch gar nicht sichtbar.

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Offline Meagan

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #270 am: 21. Januar 2012, 13:04:20 »
Zitat
Bei einer Mondfinsternis ist die Sonne doch gar nicht sichtbar.

Ja, genau deshalb funktioniert es ja nur. Die Sterne, die sich hinter der Sonne befinden werden sichtbar. Vergleicht man die Anordnung während einer SF mit dem gleichen Ausschnitt des Himmels wenn er sich auf der Nachtseite der Erde befindet, so kann man die Verschiebung der Sterne beobachten.

Einstein erklärte ja in seiner Theorie die Brechung des Lichtes in starken Schwerkraftfeldern. Daß die Sonne selbst leuchtet ist für den Effekt völlig irrelevant.

Offline Ruhri

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #271 am: 21. Januar 2012, 13:27:29 »
Leute, seid ihr euch wirklich sicher, dass diese Messung bei einer Mondfinsternis durchgeführt worden ist? Ich meine nämlich mich erinnern zu können, dass es bei einer Sonnenfinsternis gewesen sei. Das ist doch auch ziemlich logisch, weil man dann eben Sterne im selben Himmelsausschnitt wie die (abgedeckte) Sonne betrachten kann.

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Offline Meagan

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #272 am: 21. Januar 2012, 13:39:19 »
Danke Ruhri,

ich habe den Mond ganz überlesen. Natürlich war das eine Sonnenfinsternis. Andernfalls misst man ja bloß die Lichtbrechung beim Vorbeiflug des Lichtes am Mond.

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Offline Olli

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #273 am: 21. Januar 2012, 14:57:59 »
Hallo,

dass Experiment dazu wurde 1919 von Arthur Eddington durchgeführt. Er leitete die "Sonnenfinsternis-Expedition" auf dei Vulkaninsel Príncipe im Golf von Guinea. Nach der Expedition postulierte er, dass mithilfe der aufgenommenen Fotos könne er Einsteins Vorhersage belegen. Unten ist eine der Aufnahme abgebildet. Die Aufnahme ist dabei invertiert, helle Bereiche sind also eigentlich dunkel und umgekehrt. Einige wenige Sterne lassen sich als Striche erkennen.



Neuere Ergebnisse lassen jedoch den Schluss zu, dass Eddington mit seinem Versuchsaufbau diese Effekt von der Erde aus nicht beobachten konnte.
Wer mehr dazu lesen möchte, dem kann ich Anomalies in the History of Relativity und Einstein, Eddington and the 1919 Eclipse ans Herz legen.

Grüße
Olli
Einmal mitfliegen - was gäb' es Schöneres? Nichts!

mardinjunge

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #274 am: 21. Januar 2012, 17:02:27 »
Mit den angegebenen Koordinaten, also mit 10m zum Mittelpunkt komme ich auf:

3,71277370930313E-009 rad
also
2,1272626745892E-007 °

Ein Radius von 10m dürfte dann aber doch wohl eher ein Neutronenstern, als eine Sonne sein.

@Meagan

Wie kommst du auf "3,71...E<009 rad" ? Ich komme auch nur auf "1181,52... rad"!