Warum wird die Lichtgeschwindigkeit als konstant bezeichnet, wenn wir wissen, dass sie sich in einem Medium verlangsamt? [Duplikat]

Wenn wir jemanden fragen, was die Lichtgeschwindigkeit ist, werden sie sagen, dass sie konstant ist und ihr Wert ist 3 × 10 8   M / S .

Aber wenn wir uns an die Lichtbrechung erinnern, sagen wir, dass das Licht langsamer wird, wenn es von einem dünneren Medium zu einem dichteren Medium wandert.

Sehen Sie sich zuerst das Bild an

Aber wir sagen immer noch, dass seine Geschwindigkeit konstant ist. Warum?

Mögliches Duplikat von physical.stackexchange.com/q/466 oder physical.stackexchange.com/q/165855 und Links darin.
Anmerkung zu den Antworten: Aus sprachlicher Faulheit sagen wir oft "die Lichtgeschwindigkeit ist konstant" und nicht "die Lichtgeschwindigkeit in einem Vakuum ist konstant". Jeder lernt diese kleine Tatsache schnell und sie ist so tiefgreifend, dass sie sich schnell in unserem Geist verwurzelt. Wir brauchen diese zusätzlichen Worte nicht. Unglücklicherweise für diejenigen, die das Thema lernen, wie Sie selbst, müssen wir unsere Worte während des Unterrichtsprozesses besser treffen.

Antworten (5)

Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum soll konstant sein. In einem Medium hängt die Geschwindigkeit von der Dichte des Materials und sogar von der Ausbreitungsrichtung ab .

@Physiker Die meisten Leute lassen das "im Vakuum" der Einfachheit halber weg, aber wenn Bücher versuchen, eine genaue Aussage zu treffen, enthalten sie diesen Satz immer.

Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist 3 × 10 8 M / S und das ist eine universelle Konstante . Abgesehen davon variiert die Lichtgeschwindigkeit in einem bestimmten und bestimmten optischen Medium immer (in einigen Fällen ändert sich während der Doppelbrechung die Lichtgeschwindigkeit innerhalb eines Mediums in Abhängigkeit von der Ausbreitungsrichtung) mit kleinen Änderungen in der Größe in Abhängigkeit vom Druck, Temperatur und ein paar andere physikalische Faktoren .

Es gibt einen großen Unterschied. Wenn das Licht weiter reisen muss, dauert es deshalb länger, um sich durch den Median zu bewegen, und nicht, weil sich die Geschwindigkeit verlangsamt hat.
Was ist mit all den anderen Kommentaren passiert?
@BillAlsept Ich weiß nicht, dass sie alle plötzlich verschwunden sind.
Ich glaube nicht, dass dein zweiter Satz stimmt. In jedem bestimmten optischen Medium wird der Brechungsindex durch alle möglichen Dinge beeinflusst, zB Temperatur und Druck.
@JohnRennie Ja, danke, dass du mich informiert hast. Ich habe es meiner Antwort hinzugefügt, aber ich habe überprüft, ob der Fehler aufgrund dieser Abhängigkeit gering ist. Sie können das Papier überprüfen, das ich in meiner Antwort verlinkt habe.
Den zweiten Satz hätte ich einfach weggelassen, da er meiner Meinung nach nichts hinzufügt. In jedem Medium interagiert das Licht mit den vorhandenen Elektronen und beeinflusst die Ausbreitung auf eine Weise, die von den genauen Details der Wechselwirkung abhängt. Die Änderungen des Brechungsindex mit Temperatur, Druck usw. sind nur eine Manifestation davon. Es ist also nicht sinnvoll zu sagen, dass die Geschwindigkeit in einem bestimmten Medium konstant ist.
@JohnRennie Ich habe meinen zweiten Satz gemäß Ihrem Vorschlag geändert. Danke ..

Licht ist eine Störung des EM-Feldes, die sich mit konstanter Geschwindigkeit ausbreitet. Wie andere gesagt haben, ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum konstant. In anderen Medien scheint die Geschwindigkeit zu variieren, da sie nicht den gleichen direkten Weg nimmt wie in einem Vakuum.

Warum soll die Lichtgeschwindigkeit konstant sein?

Wegen der Tautologie, in der wir die Lichtbewegung verwenden, um die Sekunde und das Meter zu definieren, und sie dann verwenden, um zu sagen, was die Lichtgeschwindigkeit ist. Siehe http://arxiv.org/abs/0705.4507 :

„Lassen Sie uns nach Ellis 1 zunächst c als die Geschwindigkeit des Photons betrachten. Kann c variieren? Könnte eine solche Variation gemessen werden? Die Zeiteinheit wird durch ein oszillierendes System oder die Frequenz eines atomaren Übergangs definiert, und die Raumeinheit wird durch die Entfernung definiert, die das Licht in der Zeiteinheit zurücklegt Licht ist „ein Lichtjahr pro Jahr“, dh seine Konstanz ist zur Tautologie oder Definition geworden“.

Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist nicht konstant. Sehen Sie, wie Einstein das hier sagt .

Wenn wir jemanden fragen, was die Lichtgeschwindigkeit ist, dann wird jeder sagen, dass sie konstant ist und ihr Wert ist 3 × 10 8 M / S .

Nicht ich. Ich werde sagen, dass es nicht konstant ist und dass 299.792.458 m / s auf einer Höhe nicht dasselbe sind wie 299.792.458 m / s auf einer anderen, weil die Sekunden unterschiedlich sind.

Aber wenn wir uns an unsere Gedanken zur Lichtbrechung erinnern. Wir sagen, dass, wenn das Licht von einem dünneren Medium zu einem dichteren Medium wandert, seine Geschwindigkeit langsamer wird. Sehen Sie sich zuerst das Bild an. Aber seine Geschwindigkeit ist immer noch konstant. WARUM ???

Weil es nicht mehr geradeaus geht. Das Licht bewegt sich im Glas mit der gleichen Geschwindigkeit wie in der Luft an diesem Ort oder im Vakuum an diesem Ort. Es bewegt sich immer noch mit c, aber es breitet sich nicht in einer geraden Linie aus. Stattdessen biegt es sich hin und her, wenn es die Atome passiert. Stell dir als Analogie vor, du könntest mit 6 km/h auf einem Bürgersteig laufen. Wenn der Bürgersteig leer ist, brauchen Sie eine Stunde, um vier Meilen zurückzulegen. Aber wenn der Bürgersteig voll ist, weicht man Menschen aus. Sie gehen immer noch mit 4 Meilen pro Stunde, aber Sie brauchen anderthalb Stunden, um die vier Meilen zurückzulegen. Beachten Sie auch, dass Sie, wenn Sie eine kleine alte Dame mit kurzen, kleinen Schritten sind, die mit 4 mph geht, mehr aufgehalten werden, als wenn Sie ein großer Kerl mit langen Schritten sind, der mit 4 mph geht. In ähnlicher Weise wird kurzwelliges blaues Licht stärker zurückgehalten als langwelliges rotes Licht. Es bricht also mehr. Die effektive Geschwindigkeit oder Phasengeschwindigkeit ist geringer. Aber sowohl das blaue als auch das rote Licht breiten sich immer noch bei c aus.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

John, ich stimme deiner Antwort über das Licht zu, das sich zwischen den Atomen hin und her biegt und somit einen längeren Weg nimmt. Ich habe das früher gepostet, aber jemand hat meine vorherigen Kommentare gelöscht. Ich bin mir nicht sicher warum?
@Bill Alsept: Ich kenne Bill nicht. Vielleicht solltest du im Chat fragen?
Wir verwenden die Lichtbewegung nicht, um die zweite zu definieren, und diese Antwort unterscheidet nicht zwischen der lokalen Lichtgeschwindigkeit und der Koordinatengeschwindigkeit des entfernten Lichts . Ersteres ist konstant, letzteres nicht, siehe auch zB diese Antwort .
@ACuriousMind: Wir verwenden die Bewegung des Lichts, um die Sekunde zu definieren . Es ist "die Dauer von 9 192 631 770 Strahlungsperioden, die dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinniveaus des Grundzustands des Cäsium-133-Atoms entsprechen". Sie sitzen praktisch da und zählen die vorbeiziehenden Mikrowellen, und wenn Sie bei neun Milliarden sind, springen Sie auf und sagen, das ist eine Sekunde . Die Antwort, auf die Sie sich beziehen, zeigt ein mangelndes Verständnis der von Magueijo und Moffat aufgezeigten Tautologie. Wenn Sie an mir zweifeln, stellen Sie eine Frage und ich werde sie ausführlich beantworten.

Lichtgeschwindigkeit ist eine Konstante. Das ist 3 × 10 8 MS.

Nun stellt sich die Frage, warum es für eine fundamentale Konstante gehalten wird.

Nehmen wir an, es bewegt sich ein Ball mit einer Geschwindigkeit von 3 m/s und Sie bewegen sich auf einen Ball mit einer Geschwindigkeit von 2 m/s zu, was ist die relative Geschwindigkeit des Balls für Sie, das sind 5 m/s.

Wenden Sie nun dieselbe Logik für Licht an. Licht kommt mit der Geschwindigkeit c auf dich zu und du bewegst dich mit der Geschwindigkeit v auf die Lichtquelle zu. Wie groß ist die Lichtgeschwindigkeit im Verhältnis zu dir c+v? NEIN! Das bleibt c.

Mehrere Male wurden die Experimente durchgeführt (siehe Michaelson Morley-Experiment), um dieses Ergebnis zu überprüfen, aber es wurde festgestellt, dass sich die Lichtgeschwindigkeit nicht mit der relativen Geschwindigkeit des Beobachters in Bezug auf die Lichtquelle ändert.

Aus diesem Grund wird die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum als konstant angenommen.

Ich bin mir nicht sicher, ob das stimmt. Sie sagen, die Andromeda-Galaxie sei blauverschoben, weil wir uns darauf zubewegen.
@BillAlsept Die Blauverschiebung aufgrund des Doppler-Effekts ändert die Frequenz, nicht die Lichtgeschwindigkeit.
Wie Sie die Frequenz wahrnehmen, steht in direktem Zusammenhang mit Geschwindigkeit und Zeit
Frequenz x Wellenlänge = Wellengeschwindigkeit. Frequenz steigt, Wellenlänge sinkt Lichtgeschwindigkeit bleibt konstant.
Genau, wenn also die Geschwindigkeit nicht konstant ist, erhalten Sie eine Blau- oder Rotverschiebung. Die Lichtgeschwindigkeit bleibt konstant, aber die Änderungsrate beschleunigt oder verlangsamt sich je nachdem
@ Bill Alsept Dies ist nicht der Fall. Die Geschwindigkeit bleibt konstant, die anderen beiden Größen ändern sich entsprechend. Lesen Sie mehr über den relativistischen Doppler-Effekt
Der Geschwindigkeitsunterschied ist nicht konstant. Wir bewegen uns mit 250.000 Meilen pro Stunde auf Andromeda zu. Ich weiß, das ist langsam, aber das reicht aus, um das Licht im Vergleich zu anderen Galaxien, auf die wir uns nicht zubewegen, blau zu verschieben. Das von Andromeda kommende Licht hat eine konstante Geschwindigkeit, aber die Geschwindigkeit, mit der wir uns treffen, nimmt zu und damit auch die Frequenz.
@ Bill Alsept, Sie haben Recht mit der Blauverschiebung. Aber die Lichtgeschwindigkeit von Andromeda ist die gleiche wie von überall sonst.
Das ist, was ich sagte, die Lichtgeschwindigkeit, die von Andromeda kommt, ist konstant, aber wir rasen mit 250.000 Meilen pro Stunde darauf zu. Daher verkürzen wir auf der Grundlage der Zeit die Wellenlänge, die eine erhöhte Frequenz zu sein scheint.
Warum wird die Lichtgeschwindigkeit als konstant bezeichnet, wenn wir wissen, dass sie sich in einem Medium verlangsamt? [Duplikat]
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