Lichtgeschwindigkeit

Nicht nur Menschen, Autos, Flugzeuge usw. können sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegen. Auch Licht hat eine Geschwindigkeit, man spricht in diesem Fall von der Ausbreitungsgeschwindigkeit. D.h. wenn man eine Lampe einschaltet, dann ist das Licht nicht sofort überall im Raum, sondern es kommt in der entferntesten Ecke erst etwas später an, so wie wenn ein Flugzeug in Wien startet, dann kommt es in London auch erst etwa eine Stunde später an. Allerdings ist es für uns nicht merkbar, dass das Licht in der Ecke erst später ankommt, da die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht sehr groß ist. Vom Einschalten der Lampe bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Licht in der Ecke ankommt, vergeht also nur sehr wenig Zeit.

Die Lichtgeschwindigkeit (man bezeichnet sie oft auch mit c) ist die größte Geschwindigkeit, die wir kennen, nichts kann sich schneller bewegen als Licht – sie ist eine sog. Naturkonstante. Sie beträgt im Vakuum (also im luftleeren Raum, im Weltall) etwa 300 000 000m/s, das entspricht über 1 000 000 000km/h!! Das ist eine so große Zahl, dass man sich das kaum vorstellen kann.

Ist das Licht immer gleich schnell?

Allerdings ist die Lichtgeschwindigkeit nicht überall gleich groß. In Luft ist sie etwas geringer, aber noch annähernd gleich groß wie im Vakuum. In Wasser wird sie dann schon merkbar geringer. Hier eine kurze Übersicht, in welchen Materialien sich Licht wie schnell ausbreitet:

Wo ist die Sonne, wenn wir sie sehen?

Die Entfernung zwischen Erde und Sonne beträgt ca. 150 000 000km. Man kennt auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts im Weltall. Aus diesen beiden Informationen kann man nun berechnen, wie lange das Licht von der Sonne zur Erde benötigt und kommt zu einem Ergebnis von etwa 8 Minuten und 20 Sekunden. D.h. also, wenn wir die Sonne an einer bestimmten Stelle zu sehen glauben, dann ist sie in Wirklichkeit gar nicht mehr dort, sondern schon ein Stück weiter. Wir sehen sie dort, wo sie vor 8 min 20 sec war. Wir sehen also auch den Sonnenauf- und untergang erst mit einer Verspätung von 8 min 20 sec.

Immer auf dem schnellsten Weg!

Eine wichtige Eigenschaft von Licht ist die, dass es immer versucht, den schnellsten Weg zwischen zwei Objekten zurückzulegen (das muss nicht unbedingt der kürzeste sein!).

Wenn man einen Fisch im Wasser betrachtet, legt das Licht also folgenden Weg zurück (durchgehende schwarze Linie):

Wir sehen den Fisch entlang der gestrichelten Linie, also etwas gehoben. Das ist auch der Grund, warum uns unsere Beine, wenn wir im Wasser stehen, kürzer erscheinen: die Füße erscheinen – so wie der Fisch – gehoben. Die kürzeste Verbindung wäre entlang der roten Linie, diese ist aber eben nicht die schnellste, weshalb sich das Licht nicht entlang der roten Linie bewegt.