Lichtgeschwindigkeit
Die Lichtgeschwindigkeit beträgt im Vakuum 299.792.458 Meter pro Sekunde. Das physikalische Symbol ist c, für Lichtgeschwindigkeit im Vakuum c0.
Im Allgemeinen bezeichnet die Lichtgeschwindigkeit die Geschwindigkeit elektromagnetischer Strahlung.
Albert Einstein hat in seiner speziellen Relativitätstheorie gezeigt, dass die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum eine unüberschreitbare Grenze darstellt. Sogar wenn ein Beobachter sich mit hoher Geschwindigkeit auf eine Lichtquelle zu oder von ihr weg bewegt, misst er immer die gleiche Geschwindigkeit des einfallenden Lichtes.
Die hypothetischen überlichtschnellen Tachyonen sind immer überlichtschnell (wenn es sie gibt), eine Geschwindigkeit unterhalb der Lichtgeschwindigkeit ist ihnen so wenig möglich wie "normaler" Materie eine höhere als diese.
Die Geschwindigkeit des Lichts hängt vom Medium ab, in dem sich das Licht bewegt. Im Vakuum ist sie am höchsten, je größer die optische Dichte ist, desto langsamer breitet sich das Licht aus. (siehe auch Lichtbrechung) Im Wasser beträgt die Lichtgeschwindigkeit rund 225.000.000 m/s. In einem solchen, optisch dichten Medium können Teilchen sich schneller bewegen als das Licht (aber nicht schneller als Licht im Vakuum!).
Manche Atomreaktoren nutzen Wasser zur Abschirmung der radioaktiven Strahlung. Die im Reaktor entstehenden Teilchen sind mit mehr als 225.000.000 m/s schneller als Licht im Wasser. Durch diese Überlichtgeschwindigkeit entsteht das blaue Leuchten solcher Atomreaktoren (Tscherenkow-Strahlung).
Es gilt:
Bereits Galileo Galilei hatte vergeblich versucht, die Geschwindigkeit des Lichts zu berechnen. Der dänische Astronom Ole Römer entdeckte bei Beobachtungen der Jupitermonde, dass der zeitliche Abstand zwischen den Verfinsterungen anwuchs, wenn sich die Erde vom Jupiter entfernte. Damit konnte Römer die Lichtgeschwindigkeit mit annähernd 300.000 km/s bestimmen.
Die erste irdische Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit gelang Armand Hippolyte Louis Fizeau. Er sandte 1849 Licht durch ein sich drehendes Zahnrad auf einen mehrere Kilometer entfernten Spiegel, der es wieder zurück durch das Zahnrad reflektierte. Je nachdem, wie schnell sich das Zahnrad dreht, fällt das reflektierte Licht, das auf dem Hinweg eine Lücke des Zahnrads passiert hat, entweder auf einen Zahn, oder gelangt wieder durch eine Lücke. Nur im letzteren Fall sieht man es. Fizeau kam damals auf einen um 5% zu großen Wert. Im folgenden Jahr fand Léon Foucault jedoch den korrekten Wert.
Michelson und Morley haben in ihrem berühmten Ätherversuch nachgewiesen, dass die Lichtgeschwindigkeit unabhängig von der Bewegung der Erde ist, dass also eine Bewegung der Erde durch den damals angenommenen Äther nicht nachweisbar ist.
Seit 1983 wird die SI-Basiseinheit Meter anhand der Lichtgeschwindigkeit definiert: 1 Meter ist die Strecke, die das Licht bei c0 in 1 / 299.792.458 Sekunden zurücklegt. Der Grund für diese Neudefinition war, dass mittlerweile Zeit und Lichtgeschwindigkeit viel genauer als Strecken messbar sind.
Siehe auch: