Relativitätstheorie einfach erklärt • Einstein Formel, Theorie - Studyflix
Die spezielle Relativitätstheorie befasst sich mit der Veränderung von Längen und der Zeit. Einstein fand heraus, dass Längen nicht immer gleich ...
Lichtgeschwindigkeit
Das E steht für die Energie, das m bedeutet Masse und c ist die <anchor>Lichtgeschwindigkeit</anchor>. Die Formel besagt, dass sich Energie in Masse umwandeln kann und Masse in Energie. Du musst wissen, dass die Lichtgeschwindigkeit eine sehr große Zahl ist.
Lichtgeschwindigkeit • Definition, Messung, Formel · [mit Video]
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# Lichtgeschwindigkeit

Wichtige Inhalte in diesem Video

Was ist Lichtgeschwindigkeit?

(00:11)

Lichtgeschwindigkeit messen

(02:39)

Wie schnell ist Lichtgeschwindigkeit?

(00:46)

Nichts im Universum ist schneller als die Lichtgeschwindigkeit. Was es mit dieser besonderen Konstante auf sich hat und wie du sie messen kannst, erfährst du hier und in diesem Video!

Inhaltsübersicht

- Was ist Lichtgeschwindigkeit?

- Lichtgeschwindigkeit messen

- Wie schnell ist Lichtgeschwindigkeit?

- Lichtgeschwindigkeit in verschiedenen Medien

- Lichtgeschwindigkeit — Einheiten

- Lichtgeschwindigkeit — häufigste Fragen

- Lichtjahr

## Was ist Lichtgeschwindigkeit?

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(00:11)

Die Lichtgeschwindigkeit beschreibt, wie schnell sich Licht ausbreitet. Sie ist eine grundlegende Konstante in der Physik und beträgt 299 792 458 m/s. Das Licht legt in einer Sekunde also etwa eine Strecke von 300 000 Kilometern zurück.

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Lichtgeschwindigkeit

Es handelt sich hierbei allerdings um die Geschwindigkeit im Vakuum. Breitet sich Licht in einem Medium aus, wird diese Geschwindigkeit reduziert. Selbst die Luft verlangsamt das Licht.

In Formeln wird die Geschwindigkeit häufig mit einem c angegeben.

Vakuum

Ein Vakuum ist ein Raum, in dem sich keine Teilchen befinden, weder Gase, Flüssigkeiten noch Feststoffe. In einem Vakuum herrscht ein sehr niedriger Druck. Es kann sowohl in einem geschlossenen Raum als auch im Weltraum existieren.

## Lichtgeschwindigkeit messen

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(02:39)

Ein bekannter Versuch zur Messung der Lichtgeschwindigkeit macht sich den Mond und einen Laser zunutze. Das Verfahren heißt Lunar Laser Ranging, oder auch LLR.

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Lunar Laser Ranging

Stell dir vor, dass du einen Spiegel auf die Mondoberfläche stellst. Auf diesen Spiegel strahlst du von der Erde aus mit einem Laser. Jetzt wartest du, bis das reflektierte Licht wieder bei dir ankommt. Nach ungefähr 2,5 Sekunden siehst du den Spiegel aufblitzen.

Daraus kannst du die Geschwindigkeit v Licht deines Laserlichts berechnen:

Der Mond ist 384 400 Kilometer von der Erde entfernt. Diese Strecke muss dein Laserlicht innerhalb der 2,5 Sekunden zweimal zurücklegen, damit du es empfängst. Einmal um von deinem Zuhause zum Mond zu kommen und dann noch einmal um vom Mond zurück zu dir zu gelangen.

[v_{\rm{Licht}}=\frac{\rm{Strecke}}{\rm{Laufzeit}}=\frac{2\cdot 384400,\rm{km}}{2,5,\rm{s}}=307520,\rm{\frac{km}{s}}]

Die berechneten 307 520 Kilometer pro Sekunde entsprechen nicht ganz dem eigentlichen Wert von ungefähr 300 000 Kilometern pro Sekunde. Mit genaueren Messinstrumenten kann die Lichtgeschwindigkeit präziser ermittelt werden.

Übrigens: Von der Sonne zur Erde braucht das Licht noch länger. Es braucht 8 Minuten und 20 Sekunden, um bei uns auf der Erde anzukommen.

Lichtgeschwindigkeit im Alltag

Zuhause kommt es dir vor, als würde das Licht sofort den Raum ausfüllen. Das liegt an der hohen Lichtgeschwindigkeit. Wenn du das Licht allerdings über sehr lange Strecken betrachtest, kannst du eine Verzögerung erkennen. Deshalb schaust du eigentlich in die Vergangenheit, wenn du das Licht von fernen Sternen im Nachthimmel beobachtest. Bei Entfernungen von Metern oder Kilometern im Alltag ist das Licht allerdings zu schnell, um eine Verzögerung wahrzunehmen.

## Wie schnell ist Lichtgeschwindigkeit?

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(00:46)

Es ist nur schwer vorstellbar, wie schnell Lichtgeschwindigkeit ist. Schau dir dazu an, wie schnell andere Dinge aus unserem Alltag im Vergleich sind:

Objekt****Geschwindigkeit in m/s (gerundet)Mensch10Rennwagen100Schallwellen343Überschallflugzeug400Licht (im Vakuum)300 000 000

Nichts im Universum kann sich schneller als Licht bewegen. Auch elektromagnetische Strahlung von Radio- und Fernsehsignale oder Mikrowellen bewegt sich lediglich genauso schnell wie das Licht. Hierbei ist ihre Geschwindigkeit und Richtung von ihrer Quelle unabhängig.

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Lichtgeschwindigkeit mit Quelle

Das gilt auch für ein Objekt in Bewegung. Fährt zum Beispiel ein Zug mit eingeschaltetem Licht, breitet sich das Licht trotzdem mit Lichtgeschwindigkeit aus. Es spielt keine Rolle, wie schnell sich der Zug bewegt.

Schon gewusst? Albert Einstein hat in seiner Relativitätstheorie herausgefunden, dass nichts schneller als Licht sein kann.

## Lichtgeschwindigkeit in verschiedenen Medien

Die Lichtgeschwindigkeit unterscheidet sich je nach Medium, durch das es sich bewegt. In unserem Beitrag zur Lichtgeschwindigkeit in einem anderen Medium erfährst du,wie schnell das Licht beispielsweise in Wasser oder Glas ist!

## Lichtgeschwindigkeit — Einheiten

Die Lichtgeschwindigkeit kann in verschiedenen Einheiten angegeben werden. Mit einfachen Umrechnungen ist es dir möglich, die Werte zu den gewünschten Einheiten umzuwandeln.

Damit es einfacher zu rechnen ist, kannst du aufrunden und bei der Geschwindigkeit des Lichtes von 300 000 000 Meter die Sekunde ausgehen.

### Lichtgeschwindigkeit in km/s

Die Umrechnung in Kilometer pro Sekunde ist relativ simpel. Ein Kilometer hat 1000 Meter. Du weißt, dass sich dein Licht mit 300 000 000 Metern in der Sekunde verbreitet.

[\frac{300000000, \rm{m}}{1000}=300000 , \rm{km}]

Das sind dann 300 000 Kilometer.

### Lichtgeschwindigkeit in km/h

Du weißt, wie weit Licht in einer Sekunde kommt. Nun musst du das nur noch auf die Stunden hochrechnen.

Eine Stunde hat 60 Minuten. Eine Minute hat 60 Sekunden.

[60 \cdot 60 , \rm{s}=3600 , \rm{s}]

Eine Stunde hat also 3600 Sekunden.

Damit du die Geschwindigkeit in Kilometer pro Stunde berechnen kannst, musst du mit 3600 erweitern.

[ \frac{300000 , \rm{km} \cdot 3600}{1 , \rm{s} \cdot 3600} = \frac{1080000000 , \rm{km}}{3600 , \rm{s}}=1080000000 , \frac{\mathrm{km}}{\mathrm{h}}]

Licht bewegt sich im Vakuum also mit ungefähr 1.080.000.000 km/h.

## Lichtgeschwindigkeit — häufigste Fragen

- Was ist die Lichtgeschwindigkeit Formel ?

Die Lichtgeschwindigkeit Formel bei der Laser-Messmethode mit dem Mond lautet: v Licht = Strecke / Laufzeit = 2 ⋅ 384400 km / 2,5 s = 307520 km/s. Andere Messmethoden kommen zu einem etwas präziseren Wert. Im Vakuum beträgt die Lichtgeschwindigkeit c  299.792.458,\rm{\frac{m}{s}}.

- Wie schnell ist die Lichtgeschwindigkeit ms ?

Die Lichtgeschwindigkeit c ist im Vakuum 299.792.458,\rm{\frac{m}{s}} schnell. Das entspricht ungefähr 300 000 km/s. Von der Sonne braucht das Licht ca. 8 Minuten und 20 Sekunden, um bei uns auf der Erde anzukommen.

- Wie schnell ist die Lichtgeschwindigkeit kmh ? Die Lichtgeschwindigkeit ist ungefähr 1.080.000.000 km/h schnell.

- Wie schnell ist die Lichtgeschwindigkeit kms ? Die Lichtgeschwindigkeit ist etwa 300 000 km/s schnell. Etwas genauer lautet die Geschwindigkeit 299 792 km/s.

## Lichtjahr

Jetzt weißt du, welche Strecke das Licht innerhalb von einer Sekunde zurücklegt. Bei den astronomischen Größen des Weltalls sprichst du aber auch häufig von einem Lichtjahr. Was das genau ist und wie lang ein Lichtjahr genau ist, erfährst du hier!

zum Video: Lichtjahr

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