Lichtgeschwindigkeit berechnen

MaxwellClerk · Gast

Meine Frage:
Bei meiner Frage geht es um die Berechnung der Lichtgeschwindigkeit. Soweit ich weiß, hat Maxwell diese berechnet. Wie kam er darauf? Mit welcher Gleichung hat er die Lichtgeschwindigkeit berechnet?

Meine Ideen:
Maxwell stellte den zusammenhang zwischen elektormagentischer welle und licht her durch die (licht)Geschwindigkeit.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

MaxwellClerk · Gast

Und was ergibt sich aus dieser Formel, was sind die Folgen für die Physik (Relativitätstheorie)? Kann man diesbezüglich aus der Formel etwas herauslesen? Und warum hängen die magnetische und elektrische Feldkonstante sowie die Lichtgeschwindigkeit in dieser Formel so zusammen? Kann man das erklären?

Jannick · Anmeldungsdatum: 25.07.2012 Beiträge: 107

Eigentlich solltest du das ja wissen smile

. Na gut Spass beiseite. Die Gleichungen mit denen man dies berechnen kann sind die sog. Maxwell-Gleichungen. Diese wurden zunaechst dazu benutzt elektrische und magnetische Felder, welche von Ladungen/Stroemen erzeugt werden zu berechnen. Die Maxwell-Gleichungen haben allerdings auch die faszinierende Eigenschaften, dass sie die Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen im Vakuum erlauben. Diese Wellen stellen eine Schwingung zwischen elektrischem und magnetischen Feld dar, d.h. es muessen beide Komponten vorhanden sein. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit dieser Wellen kann auch berechnet werden und ergibt sich, wie schon dem Vorpost zu entnehmen zu

Die elektromagnetische Natur ist dabei direkt daran zu erkennen, dass sowohl die elektrische als auch magnetische Feldkonstante in der Formel enthalten sind.

Gleichzeitig hat auch dieses Ergebnis zur Entdeckung der Relativitaetstheorie gefuehrt. Bei der Herleitung der Lichtgeschwindigkeit wurde naemlich kein Inertialsystem festgelegt, d.h. es wurde nicht gesagt, welche Geschwindigkeit der Beobachter hatte. Trotzdem bekommt man als Ergebnis, dass sich das Licht immer relativ zu dem Beobachter mit c, also der Lichtgeschwindigkeit bewegt. Dies ist mit newtonscher/galileischer Physik nicht zu verstehen und widerspruechlich. In newtonscher Physik waere die Situation wie folgt. Man ruht und das Licht entfernt sich mit c. Aendert man nun seine Geschwindigkeit, z.b. auf c/2 dem Licht hinterher sollte dieses sich auch nur noch mit c/2 entfernen. Dies steht allerdings in Widerspruch zu den Maxwell-Gleichungen. Der Physiker wuerde dazu sagen: Die Maxwell-Gleichungen sind Lorentz-invariant und nicht invariant unter Galileo-Transformation. Erklaert werden konnte dieses Verhalten dann in der speziellen Relativitaetstheorie.

MaxwellClerk · Gast

Die Lichtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich elektromagnetische Wellen ausbreiten. Und diese Geschwindigkeit hängt mit den Maxwell Gleichungen zusammen. Das alles hängt wiederum mit dem Elektromagnetismus zusammen. Und das sieht man an der Formel, da in dieser die elektrische und magnetische Feldkonstante auftauchen?

Jannick · Anmeldungsdatum: 25.07.2012 Beiträge: 107

Ungefaehr. Die Maxwell-Gleichungen sagen die Existenz von elektromagnetischen Wellen, die sich mit einer Geschwindigkeit von c = ... bewegen, vorher. Dabei kommt allerdings nicht nur die Formel

, sondern auch einige andere Formeln auf insbesondere auch die Wellengleichung

D.h. man sieht dies nicht nur an der Formel fuer die Lichtgeschwindigkeit sondern es ist an vielen Formeln erkennbar.