Konstante Lichtgeschwindigkeit ?

Question

Die Lichtgeschwindigkeit ist konstant ... das ist klar - sonst würde unsere gesamte Astrophysik zusammen brechen.

Aber wie ? Damit die Lichtgeschwindigkeit eine Konstante ist, dürfen die Photonen keiner Beschleunigung unterliegen. Sie müssen sich vom ersten Moment an mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.

Wer kann mir erklären, wie ich mir dies vorzustellen habe.

(Bin kein blutiger Anfänger was Astrophysik und Quantentheorie angeht, aber auch kein eingefleischter Experte. Ich würde mich also freuen, wenn eine Antwort etwas komplexer ausfallen würde - quasi "mittel-verständlich")

Answer 1

Die Lichtgeschwindigkeit ist keineswegs konstant und kann um bis zu 70.000 km/sec variieren.
Photonen sind keine Teilchen und sie unterliegen auch keiner Beschleunigung. Sie haben Lichtgeschwindigkeit im Moment der Entstehung der Strahlung.
Lichtstrahlung ist an sich auch unsichtbar, denn Licht erkennt man nur wenn die Strahlen auf Teilchen, welcher Art auch immer, treffen.
Zu einfach?

Answer 2

Ich will nur eine Vermutung anstellen. Licht ist meines Wissens nach eine Strahlung und alle Strahlung bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit.
Vermutung: Vielleicht gibt es für Strahlung nur Lichtgeschwindigkeit. Eine andere ist nicht möglich.
(Allesdings würde ich mich als Anfänger bezeichnen, was sicherlich auch mit meinem Alter zusammenhängt.)

Answer 3

Man muß zwischen der Vakuumslichtgeschwindigkeit und der tatsächlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit unterscheiden.

Die konstante, von de auch immer alle reden, ist die Vakuumlichtgeschwindigkeit:

Photonen sind Lichtteilchen und elektromagnetische Wellen. Wellen mit einer Amplitude von 0 haben keine Energie. Das bedeutet, Photonen habe keine Ruhemasse. Aber auf der anderen Seite haben Wellen mit einer gewissen Amplitude auch eine Energie. Nun kennen wir die Formel E = mc^2. Der entscheidende Punkt liegt im m:
m = m0/(1-v^2/c^2)^05, m0 ist dabei die Ruhemasse.

Nun habe wir das Problem, daß Photonen eine Masse aber keine Ruhemasse haben. Für sie sieht die Massegleicheun so aus:
0 < m = 0/irgendwas
Um überhaupt eine Möglichkeit zu haben, daß die Formel aufgeht, muß das irgendwas ebenfall 0 sein. Das geht nur, wenn v = c ist. Das Licht hat also keine andere Wahl, als sich mit Lichtgeschwindigkeit auszubreiten.

Die Lichtgeschwindigkeit in Materie lasse ich jetzt mal faulerweise fallen ;-) Es ist zwar nich so kompliziert aber schwer zu erklären.

Answer 4

Da Licht keine Masse hat, ist es wohl die einzig mögliche Geschwindigkeit. Licht ist elektromagnetische Schwingung als Wirkung einer Schwingung von winzigen Materieteilchen und sie entsteht so, wie man einen Stein in einen stillen See wirft. Die dabei entstehenden Wasserwellen unterliegen auch keiner Beschleunigung, da keine Masse bewegt wird. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit dieser Materiewellen hat etwas mit der Masse von Wasser und den intermolekularen Kräften in den Wasserteilchen zu tun, die ebenfalls absolut ist und nur leicht schwankt, je nachdem wie dicht das Medium ist. Wasserwellen brauchen aber Wasser als Medium. So glaubt man auch, dass es einen "Äther" gibt, in welchem sich elektromagnetische Wellen fortbewegen. Damit liesse sich auch die Konstante erklären, die bei 300000km/sec. liegt. Darin geht es nicht langsamer, aber auch nicht schneller. Die "Äthertheorie" ist schon sehr alt, wurde zwischenzeitlich verworfen, wird aber in letzter Zeit doch mal wieder ins Gespräch gebracht. Man weis ja immer noch nicht genau, woraus Magnetismus eigentlich besteht, daher ist die Äthertheorie ein guter Hilfskonstrukt, bis man es besser weis.

Answer 5

die Aussage Lichtgeschwindigkeit ist konstant hat nichts mit der Ausbreitung von Licht in unterschiedlichen Medien zu tun.
Die Aussage bezieht sich darauf das die Lichtgeschwindigkeit in jedem System gleich ist (beliebtes Beispiel: Zug + Taschenlampe:
für den Aussenstehenden müsste das Licht der Taschenlampe schneller sein als für den der im Zug sitzt, klar oder ?! ist aber nich so (*tata*))
das Licht in Wasser langsamer läuft als in Luft usw. ist vollkommen irrelevant
und jetzt zur Frage:
Licht ist eine elektromagnetische Welle
somit kann man sich vlt vorstellen das Photonen von anfang an eLichtgeschwinidkeit besitzen
man darf sich nicht von dem Welle-Teilchen-Dualismus täuschen lassen

Answer 6

Die kann natürlich nicht konstant sein (Das einzige, was daran als konstant angenommen wird, ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, wobei der Tunneleffekt (als "Überlichtgeschwindigkeit" ja auch (noch?!) nicht im Vakuum funktioniert)

Einfaches Gegenbeispiel ist die Frequenz- (und damit) Wellenllängen-abhängige Brechung in anderen Medien, als dem Vakuum (Glas -> Prisma). Währe die Licht geschwindigkeit konstant, gäbe es auch keinen Regenbogen o.ä.

Answer 7

Gute Frage!
Wieso ist die Lictgeschwindigkeit Konstant, wenn doch im Weltraum eine andere herrscht, als am Boden oder in 80m Höhe? (Da dort ja Atomuhren auch unterschiedliche Zeitmessgeschwindigkeiten haben, und Einstein dies ja auch so in der relativistischen Zeitdilatation vorausgesagt/setzt hat? )
Schau mal:
http://www.quarks.de/relativ/04.htm
oder:
http://universum-jaguste.piranho.de/pulsar.htm
und:
http://universum-jaguste.piranho.de/Ausgangsfragen.htm
oder:
http://de.wikipedia.org/wiki/Michelson-Morley-Experiment
http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cberlichtgeschwindigkeit
oder:
http://www.google.de/search?hl=de&q=warum+ist+die+Lichtgeschwindigkeit+konstant&meta=
und:
http://www.google.de/search?hl=de&q=Versuch+zur+Lichtgeschwindigkeit+K%C3%B6lner+Dom&meta=

;-)

Answer 8

schau doch bei google nach

Die Lichtgeschwindigkeit (Formelzeichen c, von lat. celeritas: „Schnelligkeit“) ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts und anderer elektromagnetischer Wellen. Sie beträgt im Vakuum 299.792.458 Meter pro Sekunde. Während die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit als solche eine Naturkonstante ist, ist ihr Wert in Metern pro Sekunde aufgrund der Definition des Meters im SI-System fest definiert. Die Konstanz der Vakuumlichtgeschwindigkeit (unabhängig von der eigenen Geschwindigkeit des Beobachters) hat weitreichende Konsequenzen für das physikalische Verständnis von Raum und Zeit; sie ist eine der Grundlagen der Relativitätstheorie.