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Lichtgeschwindigkeit konstant?
 
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Brillant



Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1909
Wohnort: Hessen

Beitrag Brillant Verfasst am: 29. Sep 2021 12:32    Titel: Lichtgeschwindigkeit konstant? Antworten mit Zitat

Wünsche allen Lesenden einen guten Tag.

Soweit mir bekannt, hängt die Lichtgeschwindigkeit ab vom Medium, das das Licht durchläuft. Sogar für Felsen ist eine Lichtgeschwindigkeit definiert. Da war doch das Wunder „CERN Neutrinos to Gran Sasso“, dass Neutrinos vorübergehend schneller waren als das Licht. Hat mich überhaupt nicht gewundert, denn das Licht wäre gar nicht angekommen ;-) Später wurden Fehler im Experiment dafür verantwortlich gemacht.

Frage 1: Wie wird für licht-undurchlässiges Material Lichtgeschwindigkeit ermittelt?

Frage 2: Wie stark differiert die Lichtgeschwindigkeit in Luft, abhängig von Druck, Temperatur, Feuchte, Schwebstoffe (noch was?). Wie genau sind also Laser-Entfernungsmesser?

_________________
Glaubt nicht dem Hörensagen ... oder eingewurzelten Anschauungen, auch nicht den Worten eines verehrten Meisters; sondern was ihr selbst gründlich geprüft und als euch selbst und anderen zum Wohle dienend erkannt habt, das nehmt an. Siddhartha Gautama
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 863

Beitrag Frankx Verfasst am: 29. Sep 2021 12:43    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Frage 1: Wie wird für licht-undurchlässiges Material Lichtgeschwindigkeit ermittelt?



Im Prinzip ist jedes Material lichtdurchlässig und gleichzeitig undurchlässig.

Es hängt davon ab, welchen Spektralbereich man betrachtet und wie dick die Probe ist.


Zitat:
Wie stark differiert die Lichtgeschwindigkeit in Luft, abhängig von Druck, Temperatur, Feuchte, Schwebstoffe (noch was?). Wie genau sind also Laser-Entfernungsmesser?


Die üblichen Laserentfernungsmesser aus dem Baumarkt messen meist über Triangulation. Da spielt die Lichtgeschwindigkeit keine Rolle.

Es gibt auch Messverfahren, die auf Lichtgeschwindigkeit beruhen.
Der Brechungsindex ist ja ein Hinweis auf das Verhältnis der unterschiedlichen Lichtgeschwindigkeiten.


.
Brillant



Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1909
Wohnort: Hessen

Beitrag Brillant Verfasst am: 29. Sep 2021 13:08    Titel: Antworten mit Zitat

Frankx hat Folgendes geschrieben:
... und wie dick die Probe ist.

Das solltest du näher erklären. Das Licht „ahnt“ oder „glaubt“, wie dick die Probe ist und stellt seine Geschwindigkeit darauf ein?

Also wäre das Licht schneller / langsamer innerhalb eines dicken Felsens als innerhalb eines dünnen Felsens. Oder wird es innerhalb des Felsens schneller / langsamer?

Veräppelst du mich gerade oder gibt es tatsächlich solche Zusammenhänge?

_________________
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ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 2692

Beitrag ML Verfasst am: 29. Sep 2021 13:15    Titel: Re: Lichtgeschwindigkeit konstant? Antworten mit Zitat

Hallo,

Brillant hat Folgendes geschrieben:

Frage 1: Wie wird für licht-undurchlässiges Material Lichtgeschwindigkeit ermittelt?

möglich ist das u. a. über Radiowellen oder auch über die Messung von und .

Die Lichtgeschwindigkeit in einem Medium ist allerdings frequenzabhängig.

Was die Neutrinos angeht, vermute ich, dass auch im Felsen näherungsweise die Lichtgeschwindigkeit des Vakuums angesetzt wird, da die Neutrinos mit dem Material kaum interagieren. Hier wissen die theoretischen Physiker aber sicher mehr.

Zitat:

Frage 2: Wie stark differiert die Lichtgeschwindigkeit in Luft, abhängig von Druck, Temperatur, Feuchte, Schwebstoffe (noch was?). Wie genau sind also Laser-Entfernungsmesser?

Die Lichtgeschwindigkeit dürfte nicht sonderlich stark davon abhängig sein. Bei den Laser-Entfernungsmessern würde ich als wesentliche Quelle für die Ungenauigkeiten andere Größen vermuten.


Viele Grüße
Michael
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 863

Beitrag Frankx Verfasst am: 29. Sep 2021 13:16    Titel: Antworten mit Zitat

Die Frage war: "Wie wird für lichtundurchlässiges Material die Lichtgeschwindigkeit bestimmt."

Die Antwort ist: Es gibt kein lichtundurchlässiges Material.

Wie durchlässig es ist (und nicht die materialspezifische Geschwindigkeit), hängt vom betrachteten Spektralbereich und der Dicke der Probe ab.

Wenn man also die Lichtgeschwindigkeit für ein bestimmtes Material bestimmen will, reicht es aus, den Brechungsindex zu bestimmen.


.
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 2692

Beitrag ML Verfasst am: 29. Sep 2021 13:27    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

Frankx hat Folgendes geschrieben:

Die üblichen Laserentfernungsmesser aus dem Baumarkt messen meist über Triangulation. Da spielt die Lichtgeschwindigkeit keine Rolle.


meiner Information nach basieren sie auf einem Modulationsverfahren, bei der das ausgesendet Licht mit etlichen MHz in der Amplitude moduliert wird.

Verglichen wird dann im Gerät die Phase des ausgesendeten Lichts (Phase in Bezug auf die Intensität, nicht die Phase von E- oder B-Feld) mit der des empfangenen Lichtes.

Eine Phasendifferenz von bedeutet dann, dass Hin- und Rückweg zusammen einer Wellenlänge (oder einem Vielfachen) entspricht, also:



Insofern wäre die Lichtgeschwindigkeit schon enthalten. Ich kann mir kaum vorstellen, dass Triangulation mit einem 25€-Baumarktgerät auf 30 m Entfernung funktioniert. Dazu sind doch ganz enorme Winkelgenauigkeiten erforderlich.


Viele Grüße
Michael


Zuletzt bearbeitet von ML am 29. Sep 2021 13:31, insgesamt einmal bearbeitet
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 2692

Beitrag ML Verfasst am: 29. Sep 2021 13:30    Titel: Antworten mit Zitat

Brillant hat Folgendes geschrieben:

Veräppelst du mich gerade oder gibt es tatsächlich solche Zusammenhänge?


Es ging um die Durchlässigkeit.
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 863

Beitrag Frankx Verfasst am: 29. Sep 2021 13:36    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
meiner Information nach basieren sie auf einem Modulationsverfahren, bei der das ausgesendet Licht mit etlichen MHz in der Amplitude moduliert wird. ...


Da kannst du recht haben.
Ich kenne die Triangulation eigentlich aus der Sensortechnik in der Automatisierung.
Da geht es aber üblicherweise um sehr kurze Abstände.


.
Ich



Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 785
Wohnort: Mintraching

Beitrag Ich Verfasst am: 29. Sep 2021 15:46    Titel: Antworten mit Zitat

Der Brechungsindex von Luft ist etwa 280 ppm über 1. Wenn man mal 10% davon als übliche Schwankung annimmt (vor allem wegen Temperatur und Luftdruck), dann erhält man eine unkompesierte Genauigkeit von 28 ppm.
Über Meßgeräte oder Kompensationsstrecken lassen sich <~ 1 ppm erreichen. Wenn's noch genauer werden soll muss man im Vakuum messen.
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