Lichtgeschwindigkeit

Titel:

Note: 1+ Klasse: 7

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Arbeit: Die Lichtgeschwindigkeit 21.03.2011

Galileo Galilei (1564-1642) hatte vor, die Geschwindigkeit des Lichts auf der Erde zu messen. Er stellte zwei Helfer ein paar Kilometer voneinander entfernt auf. Wenn der erste Helfer seine Laterne aufdeckte, sollte der zweite es auch tun und Galileo wollte, sobald er das Licht der zweiten Laterne sah, die Zeit stoppen.
Dies funktionierte natürlich nicht, weil die Menschen zu lange brauchten, um zu reagieren.

Olaf Römer: Olaf Römer beobachtete den innersten Jupitermond durch das Fernrohr die Umlaufzeit des Jupitermondes war leicht feststellbar, weil dieser bei jeder Umkreisung in den Schatten des Jupiters untertaucht und unsichtbar wird
kürzeste Entfernung zwischen Jupiter und Erde erreicht die Umlaufzeit des Jupitermondes beträgt 42,5 h
etwa 200 Tage später trat die Verfinsterung erst 1000 sec später ein (rund 17 min) als berechnet
durch das Vorrücken der Erde auf ihrer Umlaufbahn muß das Licht eine zusätzliche Teilstrecke zurücklegen
jede einzelne Verfinsterung tritt etwas später ein als die vorherige die Summe aller Verspätungen beträgt 1000 sec à diese Zeit w. benötigt um die Strecke, die sich die Erde im ganzen Jahr vom Jupiter entfernt zu bewältigen
diese Strecke ist gleich dem Durchmesser der Erdbahn · bei Annäherung an den Jupiter wird die Verspätung wieder aufgehoben
Durchmesser der Erdbahn: 300*10^6 km
c=300*10^6 km / 1000 s = 300000 Km/s

Fizeau:200 Jahre später hatte der französische Physiker Fizeau das gleiche wie Galileo vor. Doch er hatte den Vorteil, dass er die Lichtgeschwindigkeit im Weltall bereits kannte
Er ersetzte den ersten Helfer durch ein Zahnrad, das sich vor einer Lichtquelle drehte. In 8,63 km Entfernung stellte er einen Spiegel auf. Solange das Zahnrad stillstand, fiel das Licht durch die Zahnradlücke. Er musste die Lampe mehr als 20 mal pro Sekunde aufleuchten lassen, um die Lichtblitze wahrnehmen zu können. Für den Weg brauchte das Licht eine bestimmte Zeit und zwar solange, bis statt der Lücke ein Zähnchen da war, wo das zurückgespiegelte Licht ankam. Dadurch das er wusste, wie schnell sich das Zahnrad drehte, konnte er daraus berechnen, wie schnell sich das Licht „bewegte“. Er kam auf eine Geschwindigkeit von 300.000 km/s.
Hätte Galileo die Reaktionszeiten abziehen können, wäre er übrigens auch auf das richtige Ergebnis gekommen.

Quelle: youtube.de

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